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Sicherheit sabsperrventil Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsabsperrventil
für gasförmige Medien führende Druckleitungen, dessen mittels einer in Wirkrichtung
belasteten Klinke in der Offnungsstellung gehaltener Ventilverschlußkörper beim
Verlassen eines bestimmten Druckbereiches des Mediums durch eine auf die Klinke
wirkende Membran ausgelöst wird und in die Schließstellung abfällt.
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Derartige Sicherheitsabsperrventile werden als Einzelgeräte zur Überwachung
des Mediumdruekes in Druckleitungen eingesetzt, aber auch als Anbaugerät aa einen
Druekregler, um eo als Kombinationsgerät eine kompakte Bauweise au erhalten.
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Grundsitzlich unterscheiden sie sich durch ihre Arbeitsweise Es gibt
Sicherheitsabsperrventile die beim Überschreiten, und andere, die beim Unterschreiten
eines Druckes ansprechen, aber auch solche, die auf beide Zustände reagieren. Die
letztgenannte Art soll als Aufgabe dadurch die Erfindung sorbessert, ihr Anwendungsbereich
vergrößert und ihre Funktion sicherer gemacht werden. Zur Vergrößerung des Anwendungsbereiches
wird darauf verwiesen, daß z B. durch den ständig wachsenden Gasverbrauch die Drücke
in den Verteilerleitungen wesentlich erhöht wurden und heute bereits einige Atü
betragen. Dementsprechend muß auch die den Ventiiverschlußkörper in 8chlleßrichtung
belastende Kraft erhöht werden und liegt nun bei einigen Kilopont. Auch sind bei
diesen Mediumdrücken durch das Gehäuse nach außen führende bewegliche Betätigungeglieder
wegen den Abdichtschwierigkeiten sehr problematisch.
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Es ist ein Sicherheitsabsperrventil, kombiniert mit einem Gasdruckregler
bekannt und in der deutschen PS 916.702, insbesondere zu Fig.2 beschrieben, welches
zwar auf Über- und Unterdruck anspricht, aber für höhere Drücke nicht geeignet ist,
da hierbei Durchführungen aus dem den hohen Gasdruck
führenden Vordruckraum
nach außen erforderlich sind. Die erförderlich Pressung der Dichtung verringert
die Bewegliahkeit und führt erfahrungsgemäß zum Festsetzen der Welle nach längerem
Stillstand.
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Von dieser genannten Ausführung sind viele bekannt. Es wird deshalb
ersatzweise auf die Ausführungen nach den deutschen Patenten 1.054.037 und 1.195
890 verwiesen. Auch hierbei sind abgedichtete Durchführungen erforderlich, die die
zuvor genannten Mängel aufweisen.
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Eine Ausführung anderer Art beschreibt die deutsche PS 952.341.
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Dieses Sicherheitsabsperrventil besitzt zwar keine Klinke zum Offenhalten
des Ventilverschlußkörperß - diese wird durch die Anziehungskraft zweier Permanentmagnete
ersetzt - aber es werden Durchführungen von der Sicherheit dienende Teile vermieden.
Allerdings eignet sich auch dies Ausführung nicht Sür-dis eingangs geschilderten
hohen Drücke und damit zusammenhängenden Schließkräfte, da die Magnete unwirtschaftlich
groß werden müßten. Außerdem ist der genaue Abreißpunkt beim Verschieben eines Magneten
nicht immer reproduzierbar und somit das Gerät ungenau.
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Ein Sicherheitsabsperrventil ohne die genannten Durchführungen zeigt
aber auch die USA-Patentschrift Nr. 2.620.820 Als Klinke dient dieser Ausführung
eine verschiebbare Stange, welche durch eine Membran über ein Knickhebelsystem bewegt
wird.
Der Ventilteller ist zwar bei dem gezeigten Gerät nur durch sein Eigengewicht belastet
und somit nur für den senkrechten Einbau geeignet, doch läßt sich den Bestimmungen
entsprechend ohne weiteres eine zusätzliche Feder anbringen.
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Von Nachteil ist jedoch bei dieser Ausführung, daß die als Klinke
dienende Stange über das Knickhebelsystem Jede Bewegung der Membran, hervorgerufen
durch Druckschwankungen innerhalb des vom oberen und unteren Ansprechdruck begrenzten
Druckbereiches, mitmachen muß und damit an den Reibflächen einem starken Verschleiß
unterliegt. Dies hat in der Praxis bis zum Verklemmen geführt und somit zum Ausfall
des der Sicherheit dienenden Gerätes.
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Die Erfindung vermeidet die geschilderten Mängel und löst die zuvor
genannte Aufgabe dadurch, daß die Klinke innerhalb eines Gas führenden Raumes angeordnet
und direkt an einer den Ventilverschlußkörper tragenden Stange angreift und daß
zum Auslösen der Klinke zwischen dieser und der Membran ein drehbar gelagerter Winkelhebel,
mit dessen einem Schenkel die Membran gelenkig verbunden ist und dessen der Klinke
zugeordneter Schenkel zwei spiegelbildliche Auflaufflächen mit dazwischenliegender
Freilauffläche für mindestens eine an der Klinke angeordnete Rolle besitzt, angeordnet
ist.
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Durch die Anordnung der Klinke innerhalb des das gasförmige Medium
aufnehmenden Raumes entfallen abzudichtende bewegliche Durchführungen und durch
die Verwendung eines Winkelhebels
und dessen besondere Gestaltung,
wird die Auf- und Abwärtsbewegung der Membran zum Auslösen der Klinke herangezogen,
wobei die Freilauffläche am Winkelhebel eine arbeitsfreie Zwischenbewegung gestattet.
Erst die vorbestimmten Grenzbewegungen der Membran bringen die entsprechende Auflauffläche
des Winkelhebels mit der Rolle an der Klinke in Wirkverbindung und somit letztere
zum Ausklinken.
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Damit die wirksame Fläche der Membran in tragbaren Grenzen bleibt,
wird nach einem anderen Merkmal vorgeschlagen, daß die wirksame Länge des mit der
Membran verbundenen Schenkels des Winkelhebels größer ist als die des die Klinke
mit seinen Auflaufflächen auslösenden Schenkels.
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Mit dem Untersetzungsverhältnis in Verbindung mit der wirksamen Fläche
der Membran und der Konstante der die Membran belastenden Feder, bei gleichbleibendem
Abstand der Auflaufflächen, ist der Abstand des oberen zum unteren Ansprechpunkt
bestimmbar.
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Damit nun dieses variierbar ist, wird nach einem weiteren Merkmal
vorgeschlagen, daß zur Veränderung des Untersetzungsverhältnisses des Winkelhebels
die Rolle, bzw. Rollen an der Klinke lageveränderbar angeordnet ist, bzw. sind.
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Eine weitere Verstellbarkeit der Ansprechpunkte wird endlich erreicht
dadurch, daß zur Belastung der Klinke in Wirkrichtung
eine Feder
angeordnet ist, deren Vorspannung durch die Stellung einer Schraube bestimmt wird.
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Im folgenden soll nun die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert
werden. Die Zeichnung zeigt in Fig.1 in schematischer Darstellung ein Sicherheitsabsperrventil
im Schnitt und Fig.2 ein Detail der Auslöseeinrichtung.
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Das Ventilgehäuse wurde weggelassen, da die Einrichtung sowohl mit
einem separaten Ventilgehäuse als auch in Verbindung mit einem Druckregler - also
an dessen Ventilgehäuse angebaut - verwendet werden kann.
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Das Sicherheitsabsperrventil besteht aus einem Gehäuse 1, Deckel 2
und einer zwischen Gehäuse 1 und Deckel 2 peripher eingespannten Membran 3. Eine
abgesetzte Stange 4 ist rechtwinklig zur Arbeitsrichtung der Membran 3 in einem
Raum 5, der gebildet wird vom Gehäuse 1, der Membran 3 und einem Einsatzteil 6,
angeordnet und auf der einen Seite im Gehäuse 1 gleitend, aber mittels eines O-Ringes
7 dichtend gelagert und auf der anderen Seite im Einsatzteil 6 geführt.
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Die Lagerstelle der Stange 4 im Gehäuse 1 ist zusätzlich durch eine
im Gehäuse 1 eingeschraubte durchsichtige Kappe 8 abgedichtet. Dadurch braucht der
O-Ring 7 nur soviel abdichten, daß bei vorübergehend abgenommener Kappe 8 nicht
mehr als die als zulässig anerkannte Gasmenge entweichen kann.
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Die Stange 4 trägt auf ihrem das Einsatzteil 6 durchgreifenden Ende
ein Ventilverschlußkörper 9, der mit einem nicht dargestellten Ventilsitz eines
Durchganges zusammenarbeitet. Eine Druckfeder 10 stützt sich am Einsatzteil 6 ab
und belastet den Ventilverschlußkörper 9 und somit die Stange 4 in SchlieB-richtung.
Gegen die Kraft der Feder 10 wird der Ventilverschlußkörper 9 und die Stange 4.
durch eine bei 11 schwenkbar am Gehäuse 1 gelagerte und hinter den Absatz der Stange
4 greifende Klinke 12 in Offenstellung gehalten. Zur Einwirkung der Bewegung der
Membran 3 auf die Klinke 12 ist ein Winkelhebel 13 zwischengeschaltet und bei 14
drehbar am Gehäuse 1 gelagert. Der Winkelhebel 13 besteht aus einem Schenkel 15
mit dem er über eine Verbindungslasche 16 mit der Membran 3 gelenkig verbunden ist,
und einem Schenkel 17. Der Schenkel 17 ist besonders ausgebildet, wie in Fig.2 zu
sehen, und besitzt zwei spiegelbildliche Auflaufflächen 18 und 19 mit dazwischenliegender
Freilauffläche 20, für eine an der Klinke 12 angeordnete Rolle 21. Diese Rolle 21
ist durch eine Schraube 22 lageveränderbar.
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Wie weiter in Fig.1 erkennbar, wird die Klinke 12 durch eine vom Stift
des Lagers 11 gehaltene und am Gehäuse 1 sich abstützende Blattfeder 23 an die Stange
4, also in Einrastrichtung, gedrückt. Die Vorspannung der Blattfeder 23 ist durch
eine Stiftschraube 24 einstellbar. Die Membran 3 wird durch eine sich an einem in
den Deckel 2 eingeschraubten verstellbaren Anschlag 25 abstützenden Druckfeder 26
belastet.
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Die Kraft der Druckfeder 26 ist in jedem Fall größer als die der die
Klinke 12 belastenden Blattfeder 23.
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Während der nicht näher bezeichnete Raum zwischen Deckel 2 und Membran
3 über eine Öffnung 27 mit der Atmosphäre in Verbindung steht, ist der Raum 5 über
eine Bohrung 28 im Einsatzteil 6 und über nicht weiter bezeichnete Kanäle mit dem
den zu überwachenden Mediumdruok führenden Raum verbunde.
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Schwankt der Mediumdruck im Raum 5 innerhalb des durch den oberen
und unteren Auslösepunkt begrenzten Bereiches, wird die Membran 3 die entsprechenden
Bewegungen ausführen und den Schenkel 15 des Winkelhebels 13 mitnehmen. Der Schenkel
17 macht dabei die um 900 versetzte Bewegung mit. Die Klinke 12 wird dabei nicht
bewegt, da die Rolle 21 innerhalb der Freilauffläche 20 des Schenkels 17 des Winkelhebels
13 bleibt.
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Erst beim Uber- oder Unterschreiten des Druckbereiches drückt die
Auflauffläche 18, bzw. 19 über die Rolle 21 die Klinke 12 aus dem Ansatz der Stange
4, wodurch letztere durch die Feder 10 in Schließrichtung bewegt wird und der Ventilverschlußkörper
9 den nicht dargestellten Durchgang verschließt.
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Die Verschlußstellung ist durch Lageänderung des sich innerhalb der
durchsichtigen Verschlußkappe 8 befindlichen Endes der Stange 4 ersichtlich. Zur
Wiederinbetriebnahme wird die Kappe 8 abgeschraubt und die Stange 4 zurückgezogen.
Die beim Abschluß ohne Mediumdruck gewesene, und somit sich in der unteren Stellung
befindliche Membran 3 wird durch den sich itun wieder aufbauenden Druck in die Soll
stellung angehoben
Dabei wird die heruntergedrückte Klinke 12 frei
und die Blattfeder 23 drückt diese bis hinter den Anschlag der Stange 4.
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Nach Aufschrauben der Verschlußkappe 8 ist das Sicherheitsabsperrventil
wieder einsatzbereit.