DE1927704B2

DE1927704B2 - Ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE1927704B2
Application number: DE19691927704
Authority: DE
Inventors: Irvin Benjamin Bellaire Tex. Weise (V.St.A.)
Original assignee: Anderson, Greenwood & Co., Houston, Tex. (V.StA.)
Priority date: 1969-02-06
Filing date: 1969-05-30
Publication date: 1973-05-03
Also published as: DE1927704C3; GB1266511A; US3568706A; JPS506055B1; DE1927704A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für die Entlastung von unter Druck stehendes Fluid enthu'vnden Behältern, mit einem über einen Einlaß mit 1! Mn Behälter verbundenen llaupienilastungsvcntil mit einem AuMa(I und einer druckempfindlichen Steuereinrichtung für den Fluidstrom zwischen Einlaß und Auslaß, sowie mit einem mit dem Behälter verbundenen, durch Behälterdruck betätigbaren Steuerventil, das mit der Steuereinrichtung des Hauptentlastungsventils verbunden ist.

Derartige bekannte Ventilvorrichtungen enihalijn beispielsweise eine Kombination aus zwei gewich'sbelasteten Kolbenschieberventilen mit einem einstellbar federbelasteten Hauptventil (deutsche Patentschrift 506 090). Der Überdruck in einem Behälter bzw. einer Sammelleitung betätigt das erste der KoI-benschieberventiie, das als Schließventil für das Hauptventii dient und mit einem größeren Gewicht belastet ist. Dieses schaltet seinerseits das zweite Kolbenschieberventil, das als Öffnungsventil für das Hauptventil arbeitet, und mit einem kleineren Gewicht belastet ist. Dadurch wird der Druck vom Hauptventil abgenommen und abgeleitet und dieses durch die Federbelastung geschlossen.

Sinkt der Druck in der Sammelleitung unter den Maximaldruck, so wird das Schließventil durch seine höhere Gewichtsbelastung geschlossen, während das Öffnungsventil vom Druck der Sammelleitung beaufschlagt bleibt und das Hauptventil in der Entlastungsstellung hält. Erst beim Abfall des Druckes in der Sammelleitung auf einen der niedrigeren Gewichtsbelastung des Öffnungsventils entsprechenden Minimaldruck geht das Öffnungsventil in seine Ruhestellung zurück, und das Hauptventil kann wieder öffnen.

Bei dieser vo.-bekanntcn Ventileinrichtung ergibt sich eine Schwierigkeit, wenn das Schließventil sich wieder in Ruhestellung, das Öffnungsventil aber noch in seiner Betätigungsstellunr befindet, dann ist nämlich das Hauptventil vom Druck der Sammelleitung beauischlagt, und wenn dieser unter dem Maximaldruck aber über dem Federdruck des Hauptventils liegt, kann dieses öffnen und einen Rückschlag von der Sammelleitung zur Druckquelle herstellen. Ein derartiger Rückschlag muß aber vermieden werden.

Bei einer anderen bekannten Vcntilvorrichtung dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1202 545) ist zwar ein sogenanntes Rückschlagventilglied vorhanden, doch ist auch hier keine Möglichkeit gegeben. um in einer Zwischenstellung einen Rückschlag dc-Druckmediums oder Fluidcs zu verhindern.

Der Schallspielraum bei dieser bekannten Ventilvorrichtung ist durch die Differenz der Flrichen eines Hilfskolbens und einer Ventilkugel gegeben. Bei Überschreitung eines bestimmten Druckwcrles hebt die Ventilkugel von ihrem Sitz ab und öffnet einen Druckeni'.astungswcg. Auch bei dieser Anordnung ergibt sich eine Zwischenstellung, in welcher die Druckverhältnisse nicht genau definiert sind, da alle Bewegungen innerhalb des Ventils langsam verlaufen, um ein Flattern zu vermeiden, wozu eine Drosselleitimg vorgesehen ist.

Wenn die Ventilkugel eben von ihrem Sitz abgehoben hat, ist der Druck auf der Zuflußseite groß genug, um das Rückschlagventilglied offen zu halten. Übersteigt jedoch der Druck auf der Abflußseitc den Druck auf der Zul'lußseite. so tritt ein Rückschlag und damit eine Umkehr der Strömungsrichtung ein.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Ventihorrichlung für die Entlastung von unter Druck stehendes Fluid enthaltenden Behältern zu schaffen, die kompakt gebaut ist. in allen Betricbszu-

Münden genau definierte Verhältnisse schafft und geich/.eitig mit Sicherheit einen Rückschlag des Fluidstronis uim Verbraucherkreis auf den Druckbehälter \ermeidet.

Diese Aufüibe vvird erfindungsgemäß bei einer Ventils orriehtung der eingangs erwähnten Art gelöst durch eine \'erbindung zwischen dem Auslaß des Hauptcnilastungsventils und dessen Steuereinrichtung und durch eine Rückstromsperre zwischen der Steuereinrichtung und dem Steuerventil sowie der Steuereinrichtung und der Verbindung, wobei die Rücksiromsperre ein druckempfindliches Ventil zur Unterbrechung der Verbindung zwischen der Steuereinrichtung und dem den niedrigen Druck aufweisenden Anschluß enthält. "

In einer Ausgestaltung der Erfindung enthält das Steuerventil ein einen Fiuidstrom in den Behälter verhinderndes Rückschlagventil, und am Steuerventil kann ein Anschluß für eine Prüfleitung vorgesehen sein, in der sich ein Regelventil befindet und die mit einem Druckbehälter verbindbar ist.

Das druckempfindliche Ventil in der Rückstromsperre kann ein Schaltventil sein.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der ein Auslührungsbeispiel zeigenden Fisuren näher erliiiitert:

F i g. 1 zeigt schematisch eine Ventils orrichtung gemäß der Erfindung:

F i g. 2 zeigt teilweise im Schnitt eine Rückstromsperre gemäß der Erfinduni!:

F i g. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 aus F i g. ?.

Wie F i g. 1 zeigt, dient die Ventilvorrichtung zum Schutz des nur angedeuteten Behälters T gegen Überdruck. Der Einlaß 10 des Hauptenllastungsventils R ist mit dem Inneren des Behälters 7' verbunden. Der Auslaß 12 des Hauptentlastungsventils ist über eine Ablaßleitung L mit einer Sammelleitung (nicht gezeigt) verbunden, in die die Auslässe verschiedener Ventilvonichtungen münden. Das HauptenUasUmgsventil R enthält ein Ventilteil 14, das den Strom durch das Ventil in Abhängigkeit vom D'uck der druckempfindlichen Steuereinrichtung 16 reguliert. Als Hauptentlastungsvcntil R kann irgendein geeignetes Ventil benutzt werden, das eine druckempfindliehe Steuereinrichtuiiii zur Belätigun» c'es den Strom durch das Ventil regulierenden Ventiltciles aufweist. Bei dem Ventil U' wird der Druck auf der Steuereinrichtung 16 dazu benutzt, um das Ventil 14 geschlossen zu halten. Wird die Steuereinrichtung 16 druck- 5υ frei gemacht, so gelangt das Ventilteil 14 durch den Druck am Einlaß 10 in die geöffnete Stellung.

Dem Steuerventil P wird unter Druck stehendes Fluid aus dem Behälter 7' über die Leitung 18 zugeführt, die vom Einlaß 10 zum Steuerventil /' führt. Das Steuerventil/' führt der Steuereinrichtung 16 des Hauptenllastungsventils R über die Leitung 20 und die Rückstromspcrre 22 Steuerdruck zu. Durch Regulierung des der Steuereinrichtung 16 zugeführten Druckes steuert das Steuerventil P die Entlastung bzw. Einilüfliing des Behälters T über das Hauptenthstungsventil R. Die Leitung 24 verbindet außerdem den Auslaß 12 mit der Rückstromsperre 22, wodurch das Hauptentlasumgsvcmil R geschlossen oder geschlossen gehalten wi;d. wenn der Druck in der Ablaßleilung L den Druck am Einlaß 10 überschreitet, wodurch ein Rückstrom durch das Hauplentlastungsvontil R verhindert wird. Das Steuerventil P enthält außerdem eine Entlüftungsöffnung 26. durch die auf die Steuereinrichtung 16 svirkende». unter Druck stehendes Fluid austreten kann, um das Hauptentlastungsventil zu öffnen und den Druck im Behälter .' zu verringern.

Im Betrieb wird das unter Druck stehende Fluid vom Einlaß 10 zur Einlaßöffnung und in die Einlaßkammer des Steuerventils P geleitet. Hat ein Ventilteil dieses Steuerventils von seinen beiden Sitzen abgehoben, so fließt das Fluid um dieses Ventilteil in eine Zwischenkammer. Die Leitung 20 verbindet sodann diese Kammer mit der Rücksiromsperre 22 und führt der druckempfindlichen Steuereinrichtung 16 des Ventils R Fluid /u. um das Ventilteil 14 geschlossen zu hallen. Die Steuereinrichtung i6 hat einen größeren wirksamen ⁿ/uckbereich als das Ventilteil 14, um sicherzustellen, daß das Ventil Λ geschlossen ist. wenn der Steuereinrichtung 16 über das Steuerventil P und die Rücksiromsperre 22 Druck zugeführt wird.

Ist der Steuerdruck, der vom Steuerventil/' über die Leitun» 20 der Rückstromsperre 22 zugeleitet wird, größer als der Druck am Auslaß 12. gelangt er durch die Rücksiromsperre 22 in das Hauptenilastungsventil R. wo er auf die Steuereinrichtung 16 zur Steuerung der Lage des Ventilteils 14 einwirkt. Die Rücksiromsperre 22 arbeitet also als Schahsentil. das den größeren son zwei Fluiddrucken der druckempfindlichen Steuereinrichtung 16 zuleitet. Der Körper 124 der Rücksiromsperre 22 ist T-förmig und enthält ein doppeltwirkendes Ventilteil 126. Das Abzweigrohr des Körpers 124 ist mit dem Hauptentlastungsventil R verbunden.

Die Leitung 20 ist über die Schraubbuchse 128 mit einem der durchgehenden Rohranschlüssc des Körpers 124 verbunden. Die Schraubbuchse bildet außerdem die Innenfläche des Ventilsitzes 130. Die Leitung 24 ist über eine Schraubbuchse 132 mit dem anderen durchgehenden Anschluß des Körpers i24 verbunden, wobei die Schraubbuchse 132 die Innenfläche des Ventilsitzes 134 bildet. Wie dargestellt. befindet sich das Ventilteil 126 im Körper 124 und wird von den auf den gegenüberliegenden Fnden wirkenden Drucken beeinflußt. Das Ventilteil 126 arbeitet mit den Ventilsitzen 130 und 134 zusammen, so daß das Hauplentlastunusventil R jeweils mit der d' ii höheren Druck aufweisenden Leitung 20 oder 24 verbunden wird.

Das Vcntilijil 126 hai einen zylindrischen Körper 136 mit jeweils Köpfen 138 und 140 an seinen Enden. Der Kopf 138 trägt einen Dichtungsring 142. der in einci Stellung des Ventilteils 126 an dem Sit/ 130 anliegt und die Leitung 20 abdichtet. Am Kopf 140 befindet sich ein Dichtungsring 144, der in der i'.ndercn Lage des Vein'heiles 126 ar einem Sitz 134 anliegt. Die Köpfe 138 und 140 haben vorzugsweise polygonalen Querschnitt. Wie dargestellt, haben die Köpfe 138 utu'. 140 einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken und gehen in einen kegelstumpfl'örmigen Teil über, der jeweils die Dichtungsringe 142 und 144 trägt. Wie am deutlichsten in F ig. 3 zu erkennen ist, führen die abgerundeten Ekken der Köpfe das Venlilteil 126 während der Axialbcsvegung durch Anliegen an den Wänden der Bohrungen in den Schraubbuchsen 128 und 132. Außerdem bilden die Köpfe eine ausreichende Verengung für den Fiuidstrom im Bereich zwischen den Abflachungen der köpfe und der Wände der Schraub-

büchsen, wodurch eine Verschiebung des Ventilteils 126 auf den anderen Sitz infolge Änderungen der in den Schraubbuchsen 128 und 132 auftretenden Drucke erfolgt. Somit wird durch die Rückstromsperrc 22 sichergestellt, daß die druckempfindliche Steuereinrichtung 16 im Hauptentlastungsventil R immer jeweils dem größeren Fluiddruck in der Leitung 20 oder der Leitung 24 ausgesetzt wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen, wie aus der vorstehenden Beschreibung folgt, insbe

sondere darin, daß die erfindungsgemäßc Ventilvorrichtung auf Drücke in dem Behälter und der Ablaßleitung anspricht, so daß die Vorrichtung den Behälter zur Ablaßleitung hin entlastet, wenn der Behäl-5 terdruck einen vorbestimmten Druck erreicht. Diese Entlastung erfolgt schlagartig und in der Form, daß, wenn der Druck in der Sammelleitung oberhalb des Behälterdruckes liegt, ein Rückstrom des Fluids aus der Sammelleitung in den Behälter mit Sicherheit ίο vermieden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. VeiUilvorrichtung für die Entlastung von unter Druck stehendes Fluid enthaltenden Behällern, mit einem über einen Einlaß mit dem Behälter verbundenen Hauptentlastungsventil mit einem Auslaß und einer druckempfindlichen Steuereinrichtung ^r;r den Fluiclstrom zwischen Einlaß und Auslaß, sowie mit einem mit dem Behälter verbundenen, durch Bchilterdruck betiitigbaren Steuerventil, das mit der Steuereinrichtung des Hauptentlastiingsvenlils verbunden ist, gek e η η ζ e i c h η e t d u r c h eine Verbin Jung (24) zwischen dem Auslafi (12) des Hauptentlastungs\entils /^;) und dessen Steuereinrichtung (16) und durch eine Rückstromsperre zwischen der Steuereinrichtung (16) und dem Steuerventil (P) sowie der Steuereinrichtung (16) und der Verbindung (24), wobei die Rückstromsperre (22) ein druckempfindliches Ventil (126, 130. 134) zur Unterbrechung der Verbindung zwischen der Steuereinrichtung (16) und dem Jen niedrigen Druck aufweisenden Anschluß enthält.

2. Veiuilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. ;laß das Steuerventil (P) ein einen Fluidstrom in den Behälter (7) verhinderndes Rückschlagventil enthüll.

3. Ventilvorrichtung nach Anspuich I oder2, dadurch gekennzeichnet, daß am .steuerventil (P) ein Anschluß für eine Prüfleitung vorgesehen ist. in der sich ein Regelventil befindet und die mit einem Druckbehälter verbindbar ist.

4. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Ventil" (126, 130, 134) in der Rückstromsperre (22) ein Schaltventil ist.

5. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Rüekstromsperre (22) einen Körper (124) mit drei miteinander verbundenen Öffnungen hat und ein VcntMteil (126) enthält, das jeweils i-.i Abhängigkeit vom Druck an einem von zwei an zwei der Offnungen angeordneten Ventilsitzen (130. 134) anliegt.

6. Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (124) der Rüekstromsperre (22) T-förmig ist und die Ventilsitze (130, 134) \on zwei in den fluchtenden Öffnungen des Körpers (124) befestigten Schraubbuchsen (128, 132) gebildet werden/

7. Ventilvorrichlung nach Anspruchs oder6. dadurch gekennzeichnet, daß das Ventiltcil (126) aus einem Körper (136) mil jeweils einem Kopf (138, 140) mit einem einen Dichtungsring (142. 144) tragenden, kegelstumpfförmigen Ansatz an den Enden besteht und daß die Köpfe polygonalen Querschnitt haben.