DE2206047A1

DE2206047A1 - Gas Sicherheitsventil

Info

Publication number: DE2206047A1
Application number: DE19722206047
Authority: DE
Inventors: Richard F H Fair field Conn Wetterhorn (V St A )
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1971-02-22
Filing date: 1972-02-04
Publication date: 1972-09-07
Also published as: IT948426B; BR7200939D0; GB1371942A; US3702141A; CA955492A; FR2127702A5

Description

DSESSER IltDUSTRIES, IHC. , Dallas / Texas - U S A Gas-Sicherheitsventil

Die Erfindung betrifft ein Gassicherheitsventil mit kraftgesteuertem Hub. In bestimmter Form angeordnete Austrittsöffnungen ergeben einen Abfall des Austrittsdrucks, der die Arbeitsweise des Betriebsdruckes verändert. Das Verändern des Austrittsdruckabfalls erfolgt hierbei durch Abgleichen der dynamischen Strömungskräfte zum druckgesteuerten Entleeren. Die Arbeitsdruckbereiche der einzelnen Federkomponenten, die vorher durch begrenzte Bereichseignung gekennzeichnet sind, werden dadurch über einen weiten Bereich von Betriebsdrücken und Federkräften erweitert.

Die Verwendung von Sicherheits- und/oder Entlastungsventilen für Überdruckanlagen ist für sich bekannt und weit verbreitet. Eine Vielfalt von Sicherheitsvorschriften beherrscht und erfordert die Verwendung dieser Ventilart an einer Vielfalt von Installationen, in denen ein Ausfall mit einem Freigeben von Überdruck eine ernste Gefahr für das Personal und Sachwerte bedeuten würde.

Ein solches Ventil ist im Handel und wird für Gasdruckarilagen (meistens Luft) in Verbindung mit Luftkompres-

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soren, luftbetriebenen Geräten, Leitungen für Gas, Wasserstoff, Propan, Kohlendioxyd usw. verwendet. Ein solches Sicherheitsventil ist beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift 2,641,278 beschrieben. Diese Ventile werden mit niedrigen Kosten und hohen Produktionszahlen hergestellt und haben einen Durchmesser von ca. 25 nun und eine Gesamtlänge bis zu loo mm sowie Eingangsanschlüsse bis etwa V2" Nennrohrweite. Diese Ventile, die verhältnismäßig billig sind und un~ ter starkem Konkurrenzdruck auf den Markt gebracht werden, haben im Vergleich zu solchen für ähnliche Zwecke, z.B. solche in Dampfkesseln, sehr wenige Merkmale, die zum Erhöhen der Durchführung oder zum Verändern der Betriebsgrenzen über enge Bereiche gleich in der Einrichtung vorgesehen werden.

In den meisten Sicherheitsventilen wird der Eingangsdruck durch eine Federkraft aufgefangen, die das Ventil geschlossen zu halten versucht und überwunden werden muß, bevor sich das Ventil zum Austritt des Überdrucks öffnet. Gleichzeitig sind diese Ventile zum Arbeiten in einem gesteuerten geregelten Entleerungsbereich notwendig (Prozentdruckdifferenz über einem Knalldruck, bei dem ein Wiederaufliegen eintritt), das bei einer sehr kostspieligen Konstruktion sehr schwierig auf niedrigen Werten gehalten werden kann, ohne daß Klappern, Schwingen oder andere unerwünschte Probleme auftreten. Demnach wird ein hohes Entleeren in der Größenordnung von etwa 2o bis 4o % zugelassen. Diese Kombination von betriebenen Standardgeräten ergibt sehr begrenzte Wahl der Federeigenschaften, die in einem gegebenen Druckbereich benutzt werden können. Das heißt, daß jede Feder einen begrenzten Arbeitsbereich besitzt, was eine Vielzahl von verfügbar gehaltenen Federn verschiedener Federkräfte notwendig macht, unter denen zu wählen ist, um vollständige Betriebsdruckbereiche zu

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umfassen, mit denen diese Ventile verwendet werden. Ist erst einmal eine Feder gegebener Kraft eingebaut, so sind die verfügbaren Einsteildrücke stark beschränkt, bei denen das Ventil eingestellt wird und/oder betrieben wird. Während die kommerziellen Belastungen solcher Anordnungen erkannt werden, war es bisher noch nicht bekannt, wie man dieses Problem löst und ein Entleeren über einen Betatigungsbereich konstant hält, ohne daß die Federn in ihren physikalischen Eigenschaften verändert werden müssen. Offensichtlich ist das Arbeiten mit diesem !Problem sehr kostspielig. Eine annähernde Lösung dieses Problems ist in der amerikanischen Patentschrift 3|487,852 beschrieben.

Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Gas-Sicherheitsventil mit gesteuerten Krafthub-Charakteristiken und besonders auf ein solches Ventil, das nach dem Zusammenbau einen wesentlich weiteren Bereich gewählter Arbeitseinstelldrücke einnehmen kann, als es bisher bei einem einzelnen Gerät möglich war. Ein solches Ergebnis wird nun durch die Ausbildung der Austrittsoffnung erzielt, die eine Druckregelung über die BetriebsCharakteristiken als Funktion des Betätigens des Einstelldruckes zuläßt. Kicht nur ist der einstellbare Betatigungsbereich dieser Ventile gegenüber den bisher bekannten deutlich größer, sondern durch diese Konstruktion ist auch ein seit langem anstehendes Problem gelöst worden, ohne daß zusätzliche Kosten entstehen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Gas-Sicherheitsventil anzugeben. Dieses Sicherheitsventil soll verbesserte Anti-Schwing-Betriebscharakteristiken besitzen.

Beim Gas-Sicherheitsventil nach der Erfindung wird der Arbeitsablauf im Vergleich mit Ventilen für ähnliche

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Zwecke der bisherigen Art verbessert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß das Sicherheitsventil mit denselben Bauteilen wesentlich höheren Arbeitsdruckbereichseinstellungen als bei bisherigen Ventilen ermöglicht.

Das Sicherheitsventil nach der Erfindung soll eine wesentlich geringere Federsatzauswahl für alle Arbeitseinstelldruckbereiche solcher Ventile erfordern.

Ferner soll das Sicherheitsventil nach der Erfindung unabhängig von der Federkraft entleert werden können, wobei die besseren Ergebnisse in wirtschaftlicher Weise und ohne Erhöhung der Herstellungskosten der Ventile erzielt werden.

Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Figur 1 die Ansicht eines Ventils nach der Erfindung; Figur 2 eine der Figur 1 ähnliche Ansicht,'bei der aber ein Teil zum Darstellen der Verhältnisse der einzelnen Teile zueinander beim geschlossenen Ventil im Schnitt gezeigt wird;

Figur 3 ist ein Abschnitt ähnlich der Figur 2, der aber die inneren Teile bei geöffnetem Ventil zeigt;

Figur 4 ist ein Schnitt an den Linien 4-4 der Figo 2;

Figur 5 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Ansicht des Ventiltellers·

Figur 6 eine Bodenansicht des Ventiltellers nach Fig. 5;

■Figur 7 und Figur 8 sind. andere Formen der Ventilkonstruktion nach Figur 2;

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Figur 9 ist eine der Figur 3 ähnliche Darstellung eines offenen Ventils für die Formen-nach den Figuren 7 und 8; und

die Figuren 1o, 11 und 12 zeigen Arbeitskennlinien.

Das Ventil 1o enthält, wie die Figuren 1 bis 6 zeigen, die üblichen Teile-mit einem in Achsrichtung verlaufenden rohrförmigen Hauptkörperteil 11, an dessen oberem Ende eine zylindrische Haube 12 befestigt ist, die einen Ventilteller 13 einschließt. Der Ventilteller 13 wird bei geschlossenem Ventil durch eine gespannte Schraubenfeder 14· auf seinen Sitz gedrückt. Mit dem oberen Ende des Ventiltellers 13 ist ein Ring 2o verbunden, der· zur Handbetätigung dient.

Der Körper 11 besteht aus Aluminiumguß, Messing oder einem ähnlichen Stoff und enthält einen rohrförmigen Querschnitt, der einen in Achsrichtung von einem Einlaß 28 für das Gas ausgehenden Mitteldurchgang 21 enthält. Das Einlaßende 28 ist mit einem Gewinde 22 versehen, damit es in eine entsprechende Öffnung einer Anlage eingeschraubt werden kann. Zum Angreifen eines Schlüssels oder dgl. dienen die Flächen 23·' Das obere Ende des Körpers 11 am Auslaß 26 ist so vergrößert, daß es einen Ventilsitz in Form einer ringförmigen Schräge 24 ergibt, die an eine Senkung 25 und dann an eine Außenschrägung 34 an der Auslaßendfläche 38 angreift. An oder nahe dem Auslaß 26 ist die Außenseite des Körpers 11 entweder ringförmig eingeschnitten, wie bei 27 in Figur 2 zu sehen ist, oder, wie bei 27' in Figur 3 gestrichelt dargestellt, mit Gewinde versehen, um die Haube 12 zu halten.

Die Haube 12 enthält ein zylindrisches Mittelteil und eine am Boden offene Muffe aus Aluminium, Messing oder dgl., die das Ventil 13 und die Feder 14 in axialer

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Richtung umgibt, und ist mit dem Körper 11 durch einen Klemmring 29 im Einschnitt 27 oder durch 7erschrauben am "Gewinde 27' befestigt. Das obere Haubenende 3o ist im allgemeinen geschlossen mit Ausnahme einer schlüssellochförmigen öffnung 51» durch die der obere Schaftteil 32 des Ventiltellers 13 hindurchgeht. An der Zylinderfläche oder Haube 12 sind mehrere Hilfsaustrittsöffnungen 33 in bestimmter Form axial und winkelig gleichmäßig versetzt angeordnet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind vier solcher öffnungen 33 um etwa 9o° versetzt vorgesehen.

Der Ventilteller 13 ist von bekannter Konstruktion und enthält einen gegossenen plastischen Stoff, wie Nylon oder ähnliches, und einen Körperteil 35 ^iit einer radial verlaufenden Unterseite 36, die den Einlaßdruck im Durchgang 21 freigibt. Die Seite 36 enthält Rinnen 39 und endet an einer abgerundeten vorsprungähnlichen Ecke 37 mit einem ringförmigen Sitz für die ringförmige Abschrägung 24, die das Ventil schließt, wenn der Einlaßdruck unter Werten liegt, bei denen das Ventil betätigt wird. In Verbindung mit einer radialen ringförmigen mäche 41 bildet ein axialer Vorsprung 4o eine primäre Wirbelkammer, gegen die das freigebende Gas wirkt und den Ventilteller anhebt. Eine axiale ringförmige Fläche 42 ergibt mit der Unterseite des radialen Endflansches 43 eine sekundäre Wirbelkammer für die weitere Gasreaktion zum Unterstützen des Ventiltelleranhebens. Vom Körper 35 verläuft ein schlüsseiförmiger Mittelschaft 32 an der Fläche 44 entlang und arbeitet so mit der Haubenöffnung 31 zusammen. Der Schaft 32 mit den axialen Flanschen 43 ergibt einen ringförmigen Hohlraum 45, in dem das untere Ende des Schafts 32 und die gespannte Schraubenfeder 14 aufgenommen werden. Eine radiale Bohrung 46 am oberen Ende des Schafts 32 nimmt den Ring 2o auf.

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Die Schraubenfeder 14 ist so bemessen, daß sie das Ventil für die Anlage betätigt, in der es verwendet wird, und ist um den Schaft 32 gewickelt und wird zwischen dem unteren Hohlraum 45 und der Unterseite der oberen Fläche des Ventiltellers 3o zusammengedrückt gehalten. Es ist zu erkennen, daß der Entleerungsvorgang bei der Anordnung nach der Erfindung von der Federeigenschaft der Feder 14 unabhängig ist₀

Während des Zusammenbauens der Einzelteile wird die Haube 12 auf den Hauptkörper 11 in die gewünschte axiale Länge der gespannten Feder 14 gedruckt oder gezogen. Gewöhnlich hängt der Grad der Federspannung von der erforderlichen Kraft gegen den Ventilteller 13 ab, um einen beabsichtigten Aufwärtsgasdruck gegen den Ventilteller abzubiegen, der dem Arbeitsdruck im Einlaßdurchgang 21 entspricht. Je größer der Druck, desto größer ist das axial herabziehende Überlappen der Haube 12 auf den Körper 11. Wenn die gewünschte Federkraft gegen die Feder bei einem Druck wirkt, bei dem das Ventil arbeitet, ist die Haube 12 bei 29 in cLen Einschnitt 27 gesteckt, was eine verfälschungssichere Dauerbefestigung zwischen diesen ergibt, oder ist auf das Gewinde 27' geschraubt, bis eine ähnliche Federkraft erreicht wird.

Nach der üblichen Arbeitsweise des Ventils wirkt der Eingangsdruck gegen die Ventiltellerfläche 36 und erzeugt so einen Aufwärtsdruck, der den durch die gespannte Feder 14 ausgeübten Abwärtsdruck aufhebt. Wenn der Einlaßdruck, der nach oben wirkt, die Abwärtskraft der Feder 14 übersteigt, beginnt der Ventilteller 13 sich nach oben zu bewegen und den Kantensitz 37 anzuheben und gibt die primäre Wirbelkammer an der Fläche 41 dem Einlaßdruck frei. Dies bewirkt eine größere vom Drück freigelegte Fläche und beschleunigt so das Anheben, dessen Wirkung sich addiert, wenn der Einlaßdruck zur zwei'ten

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iiVirbelkammer freigegeben wird, die durch den axialen Flansch 42 und die Unterseite des radialen Flansches 43 bedingt ist. Beim Freigeben des Einlaßdrucks erfolgt ein vollständiges Anheben des Ventiltellers, wenn dieser sich aus der geschlossenen Lage nach Figur 2 in die offene nach Figur 3 bewegt, wodurch das Sinlaßgas durch die Öffnungen 33 nach außen austreten kann, bis der Überdruck vollständig zur Atmosphäre freigegeben ist. Solange das Ventil offen bleibt, tritt das Gas durch die Öffnungen 33 nach außen aus. Zusammen mit dem Austreten und dem Freigeben des Einlasses zur sekundären Wirbelkammer entsteht ein Rückdruck in der Haubenkammer 51 aus dem Gasabfluß hinter dem axialen Flächenrand des Flansches 43 durch eine freie stelle um die mittleren Öffnungen 33· Die Größe des Rückdrucks ist somit eine Funktion des Druckes zur Zeit der Freigabe. Der Hückdruck in der Kammer 51 drückt zusammen mit der durch die Feder 14 ausgeübten Kraft konstant den angehobenen Ventilteller nach unten und somit zurück auf seinen Sitz. Beim überschreiten der Aufwärtskraft durch die Abwärtskraft erfolgt wieder ein Setzen, bis wieder ein Überdruck freigegeben wird.

Der radiale freie Raum 47 zwischen dem radialen Rand des axialen Flansches 43 und der Innenfläche der Haube 12 besteht bis zu einem. Grad, der zum Vermeiden von Ventilklappern kritisch ist. Der Raum muß ausreichen, um ein . Binden an die Haube sowohl während des Anhebens als auch des Setzens zu verhindern, wenn in ähnlicher .'/eise dies aus Wirkungen von Feuchtigkeit und/oder differentieller thermischer Ausdehnung auftritt. Gleichzeitig ergeben sowohl die Unterseiten- als auch die Oberseitenflanschflachen Druckreaktionsflächen zum Anheben bzw. Schließen, während der Raum 47 im wesentlichen die Aufbaugeschwindigkeit und die Größe des Rückdrucks regelt, der die Entleerungscharakteristiken des Ventils beeinflußt.

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Dies heißt, daß ein Vergrößern des Raumes 47 ein Vergrößern des Niveaus des Rückdrucks in der Kammer 51 zur Folge hat, während das Niveau des gegen die sekundäre Wirbelkammer wirkenden Druckes abnimmt. Eine reine Sohließkraft ergibt eine Änderung der endgültigen Entleerung. Beispielsweise steigt bei einem kritischen Spielraum 47 von o,o25 mm (etwa ο,125 Prozent) das erhöhte Entleeren von etwa 15»5 B?ozent auf etwa 33 Prozent, während eine Abnahme um einen ähnlichen Betrag ein instabiles "Ventil ergibt.

Zum Überwinden der Undurchlässigkeit in Verbindung mit dem radialen freien Baum 47 enthalten die Ausführungs~ beispiele nach den Figuren 7 "bis 9 eine schwimmende Ringscheibe 52 mit einer mittleren öffnung 53, die den Ventiltellerkörper 35 umgibt® Die Scheibe besteht aus Aluminium oder dergleichen und wird von der Feuchtigkeit nicht beeinflußt. Herstellungstoleranzen der Scheiben-. Spielräume zur Haube 12 können eng gehalten werden^ während die Scheibe aus einem Material mit demselben oder nahezu demselben linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die Haube 12 besteht. In der"geschlossenen Ventilstellung ruht, wie figur 7 zeigt, die Scheibe 52 auf einem ringförmigen Körperendteil 33. Wenn der Ventilteller beim Beginn seiner Bewegung in- die voll angehobene Lage aufbricht, fällt der Gasdruck ab und wirkt an der Unterseite der Scheibe 52 nach oben und bewirkt ein rasches schwimmendes Heben in den Eingriff mit der Unterseite des Flansches 43, was einen beschleunigten Stoß gegen den Ventilteller in seine voll angehobene Lage ergibt. Es wurde festgestellt _f daß eine solehe Anordnung den kritischen radialen Baum 47 zwischen der axialen Flanschflache und der Haube 12 vermeidet<, Gleichzeitig wird durch iiiahl eines verträglicheren Mate» rials die durch Feuchtigkeit oder relativ imfcersehiedliehe.-) thermische Ausdehnungen bedingte Instabilität bei ,

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den Abmessungen überwunden. Ferner gibt es eine Trägheitswirkung, die das Anheben in die volle Anhebestellung in einer kürzeren Zeit ermöglicht, wenn sie als eine Anti-Schwing-Einrichtung wirkt, defcu bei Beginn des Anhebens ein Zischen beseitigt. Anstelle eines Schwingens wird in der ffirbelkaimner der Anfangsdruck durch die Scheibe 52 absorbiert, in dem sie gegen den Plansch 43 stößt. Dadurch wird der ]?lanschdv.rchmesser 43 weniger kritisch als vor dem Segeln des Entleerens, das jetzt durch den Durchmesser der Scheibe 52 geregelt wird.

Das Ausführungsbeispiel nach !Figur 8 ist im !^Prinzip dem nach Jigur 7 ähnlich, ausgenommen, daß die Saheibe ^2 an ihrer Unterseite von mehreren einzelnen T amdgliedern 54 gehalten wird_ti die gleichmäßig radial um "lie Achsenfläoiie des Ventilteller 55 T®;?se^zt angsci?d net sind·

J:~}s.£mmb _Σ.

der durch die Druckabfall-

v-;g-;::iimH durch die öffnungen 33 bedingt ist , wird in ", is.^::?b:l.iiüji-ji% mit den Diagrammen der Figuren 1o₃ 11 und "bosanrieben» In Figur 1o stellt jede der Kurven 1 bis 9s die gestrichelt gezeigt sind^ sinerA Satz Ton Jeder- ::_;.eii2ilinien daj?₉ aus denen nach bisherigem Praxis eine iiiisi Halten eines vorher cknr-öligeführte:i Eatlssr-ens aus™ gewal-.lt worden ist=. Aus den Kurven isü au entnehmen_s daß für ^ede leder die aum Anheben des Ysntiltellers 1$ u"«s sinen begtiasiten Betrag aotwendig© Kraft konstant iii-ö, daß aber die verfügbare Aniisbelrr-aft mit dsm -Quadrat der- Abnahme des Druckes verringert x^ird, bei dem ci££ Ventil arbeiten soll* llragekehrt stsigt die Tsr "oars Aaliebekrafti mit dsi ^'ii-ärat; eis?? Zf~^vi^!:::'-^r::-j) ä

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zu erkennen, daß für diese Arbeitsbedingung eine Feder nach der Kurve 4- ein 15 5&iges Entleeren ergibt, während eine Feder nach der Kurve 3 ein 22"/2 %iges Entleeren

ρ ermöglicht. Ein Druck von beispielsweise-5»6 kg/cm kreuzt die Federkurven 5 und· 6. Sage gen kann die Druckregelung nach der Erfindung mit Federkennlinien arbeiten, bei denen die Kurven A und B einander überlagert sind, die, wie zu sehen ist, fast vertikal linear sind und ein nahezu konstantes Entleeren über einen zunehmend weiten Druckbereich ergeben.

Die Krafthebearbeitsverhältnisse der Kraft eines Strömungsmittels und der Federkraft sind in Figur 11 für

Drücke von 7» 14- und 21 kg/cm dargestellt. Die Verhältnisse bisheriger Anordnungen sind für Strömungsmittel und Federkraft gestrichelt dargestellt und mit FF¹ bzw. oF¹ bezeichnet, während die Verhältnisse bei Anordnungen nach der Erfindung in ausgezogenen Linien dargestellt und mit FF bzw_o SF bezeichnet sind. Aus dem Vergleich dieser Kurven kann leicht entnommen werden, daß die Federkraft für SF im allgemeinen für alle Drücke konstant ist, während SF' mit dem Druck auf den Viert FF¹ ansteigt, der mit dem Quadrat des Druckes ansteigt. Auch die Federkraft für SF ist im allgemeinen, aber nicht immer, niedriger als die Federkräfte für SF¹.

Die Kurven A und B der Figur 1o zeigen die Durchführung mit Federn derselben Federkraft, wobei der Spielraum 4-7 verändert wird, um die entsprechenden Entleerungsunterschiede zu erhalten. Die praktische Linearität der Kurven A und B wie auch von FF und SF nach Figur 11 ist durch die Steuerung der am Ventilteller 13 wirkenden dynamischen Kräfte in den Arbeitsbereichen bedingt, die zum Konstanthalten dieser Kräfte dienen. Zum Verständnis dieser Kraftregelung dient Figur 12. Man betrachte das Strömungsgebiet jeder Öffnung 33, das radial gegenüber

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der Unterseite des Flansches 4J liegt und zum Austreten des Gasstromes durch den Auslaß 26 dient, der A^ sein soll, und das üffnungsströinungsgebiet, das radial gegenüber der Oberseite des Flansches liegt und sich auf den Rückdruck in der Kammer 51 bezieht, der A^ sein soll, mit den Diagrammen R und £, die den ^blenkungskontrast bei Minimum- bzw. Maximumdrücken darstellen, v/enn angenommen wird, daß das axiale Anfangsverhältnis der Öffnungen 33 zum Plansch 43 bei geschlossenem Ventilteller 13 sich mit dem Druck ändert und daß der Hub konstant ist, ist die Y/irkung der Austrittsflächenänderung bzw„ des Drucks für den ganzen Ventilarbeitsbereich leicht verständlich. Der Unterschied in der relativen Abweichung (lineare Spannung der Feder 14) zwischen dem Minimumdruck (etwa 1 kg/cm ) und dem Maximumdruck (etwa 21 kg/cm ) wird durch die Dimension X dargestellt. Aus dem Vergleich der Diagramme R und S ist zu entnehmen, daß die öffnungen 33 von zwei verbundenen Teil-Ovalen gebildet werden, von denen das größere obere eine Weite B und eine Länge F und das kleine untere eine Weite E und eine Länge H besitzt, wobei das Verhältnis der ötrömungsflächen A^/jU .bei Minimumdrücken bei etwa 2o : 1 liegt und sich bei Maximaldruck der 1 nähert. Durch Regeln der wirksamen Strömungsfläche wird auf diese V/eise ein Kompensationsdruckdifferential erhalten, das die dynamische Kraftrelation zwischen dem Rückdruck, der prinzipiell durch A^ austritt, und dem jii.nlaßleitungsdruck, der prinzipiell durch A₂ austritt, regelt. üUf diese V/eise werden die Druckdifferentiale an A, und A^, der Öffnungen 33 kompensierend als eine übereinstimmende Funktion des Betätigens des Drucks verändert.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, von dem die Kurven A und B abgeleitet werden, werden vier Öffnungen 33 empirisch abgeleitet, von denen jede etwa die folgenden Abmessungen besitzt:

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E = 7»95 mm; F * 14,7 mm; G = 2,78 mm; H =2,78 mm.

Es fallen aber auch andere Zahlen von Öffnungen und geometrische Formeln oder Abmessungen unter die Erfindungen.

In der vorstehenden Beschreibung wird ein neuartiges Gas-Sicherheitsventil gezeigt j das eine bessere Ausführung und wesentlich größere Arbeitsdruckbereiche pro Ventil im Vergleich mit ähnlichen Ventilen bisheriger Bauart ermöglicht. Durch eine neuartige Sohwimmerscheibenkonstruktion sind die bisherigen Probleme der Einstellung des Spielraums zwischen dem Ventiltellerflansch und der umgebenden Haube im wesentlichen, wenn auch nicht vollständig in einer Weise beseitigt, bei der die Entleerungsschwankungen und die vorher ermittelten Ventiltellerbindung vermieden werden» Durch eine neuartige Aus-. trittsöffnungskonstruktion₃ die geregelte Stromungsflächenveränderungen und entsprechende Druckdifferenz tiale als Funktion des Drucks infolge einer Druckregelung des Ventiltellers 13 ergibt, wird ein Entleeren unabhängig von der Federkraft praktisch konstant gehalten. Während die Entleerungsregelung nach der bisherigen Technik durch die fahl der Feder erfolgte, für die mehrere Federn zum Umfassen des Arbeitsbereichs des Ventils notwendig sind, kann dies hier durch die Einfachheit der dynamischen Ausgleichskräfte erreicht, werden^ die zusammen aber mit nur einer einzigen Schließfeder gegen den Ventilteller wirken,,

B'ür die beschriebene Konstruktion sind mehrere Änderungen ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken möglich»

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Claims

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DRESSER INDUSTRIES, INC, Dallas / Texas - USA

Patentansprüche

} Gas-Sicherheitsventil zur Entlastung des Anlagen-Miberdruckes, gekennzeichnet durch folgende kombinierte Merkmale:

a) ein rohrförmiger Ventilkörper (11) mit einem Gasdurchgang zwischen Einlaß (28) und Auslaß,

b) ein Ventilteller (13) zwischen zwei Stellungen
zum Schließen und Öffnen des Durchganges für den Gasstrom mit Entlastung des Überdruckes_s

c) eine Feder (14), die gegen des. Ventilteller (15) wirkt und ihn in die erste stellung gegenüber dem Gasdruck im Durchgaagseiagaag bringt, der den Ventilteller ^fA3) in die zweite Stellung drückt,

d) eine Haube (12) ₃ die den Ventilteller (13) umgibt und so eine Eüokdruckkammer (5Ό bildet und bei
Druck in der Hammer die Feder beim Drücken des
Ventiltellers in die erste Stellung unterstützt_}

s) eine Hegeleinriclitmig (*?2) ₃ clie₅ vjezm sich der
Ventilteller in der zweiten Stellung befindet_s
die dynamischen Strömungskräf-je veränderlich kompensiert,, dis gegen den Ventilteller- als Funktion des Arbeitsdrucks wirken, bsi dem der ?entilteile; siok aus der· ersten st-sliung :Ln als aweit© bewegt..

ο Sicherheitsventil naais Ansprnei I₀ da^ur-oa. goI
zeichnet,, daß die Bsgelein^ieb.tiiiij: die a^rit&jnl8Qa,o
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3* Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung ein relativ gesteuertes Druckdifferential liefert, das an den Ventilteller (15) gelegt wird.

4. Sicherheitsventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung mindestens eine Austrittsöffnung (33) in der Haube (12) enthält, die sowohl der Haubenrückdruckkammer (51) als auch dem Auslaß ausgesetzt ist, wenn sich der Ventilteller in der zweiten Stellung befindet, daß mindestens eine Austrittsöffnung (33) gegebener geometrischer Form ein relativ gesteuertes Druckdifferential an die austretende Gasströmung liefert.

5· Sicherheitsventil nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (12) ein zylindrischer Hohlkörper ist und mindestens eine Austrittsöffnung (33) iß ihrer Längsseite besitzt.

6. Sicherheitsventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Austrittsöffnung (33) mehrere ähnliche Austrittsöffnungen enthält, die im allgemeinen in Längsrichtung in der Haubenseite parallel liegen und winkelig voneinander versetzt sind.

7· Sicherheitsventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Strömungsflächen der Austrittsöffnungen sowohl zur Haubenrückdruckkammer als auch zum Auslaß relativ offen sind und ein relativ gesteuertes Druckdifferential liefern.

8. Sicherheitsventil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die relativ offenen Flächen der Austrittsöffnungen von einem Minimumdruck sich nicht-linear zum Maximumdruck verändern, an dem der Ventilteller aus der

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ersten in die zweite Stellung gebracht werden kann.

9· Sicherheitsventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube am Ventilkörper in Längsrichtung dessen Auslaß überlappend befestigt ist und daß die relative Öffnungsfläche der Austrittsöffnungen voreinstellbar durch die lineare Strecke der Längsüberlappung beherrscht werden.

10. Sicherheitsventil nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß sich das Verhältnis der Austrittsöffnungsfläche der Rückdruckkammer zum Ventilkörperauslaß zum Maximumdruck hin von mindestens 15 zu 1 am Minimumdruck verändert.

11. Gassicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (12) den Ventilteller (13) in einem einheitlichen Spielraum (47) umgibt und den Ventilteller in der zweiten Stellung aufnimmt und eine Rückdruckkammer (51) bildet, in der der Rückdruck in der Kammer die Feder beim Drücken der Scheibe in die erste Stellung unterstützt, und daß die Regeleinrichtung vorher einstellbar den Spielraum (4-7) zwischen dem Ventilteller (13) und der Haube (12) regelt, wenn der Ventilteller aus der ersten Stellung in die zweite kommt.

12. Sicherheitsventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet-, daß der Ventilteller (13) einen ringförmigen Plansch (4-3) besitzt, dessen Durchmesser einen einheitliehen Zwischenraum zur Haube ergibt und daß die Regeleinrichtung ein ringförmiges Glied (52) enthält, das koaxial unter dem Flansch (43) liegt und dessen Durchmesser größer als der Flansch ist.

13. Sicherheitsventil nach Anspruch 12, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß das ringförmige Glied (52) eine scheibenähnliche Einheit besitzt, die am Ventilteller lose befestigt ist und bei einer Gasströmung am Ventilkörperauslaß axial schwimmend angeordnet ist.

14·. Sicherheitsventil nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Glied (52) über dem Ventilkorperauslaß liegt, wenn sich der Ventilteller (13) in der ersten Stellung befindet und auf das öffnen des Auslasses anspricht., so daß die Überdruckentlästung axial gegen den Flansch stößt und die Bewegung des Ventiltellers in die zweite Stellung unterstützt.

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