DE2438692A1

DE2438692A1 - Druckkontrollsystem

Info

Publication number: DE2438692A1
Application number: DE2438692A
Authority: DE
Inventors: Walter Worth Powell
Original assignee: Anderson Greenwood and Co
Current assignee: Anderson Greenwood and Co
Priority date: 1973-10-23
Filing date: 1974-08-12
Publication date: 1975-04-30
Also published as: AU7119974A; US3920040A; CA1005317A; GB1434688A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, 2438692

Dipl.-Ing. H.¥eickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Di.pl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

ANDERSON, GREEIiWOOD & CO. Bellaire, Texas 77401, V.St.A.

DKUCKKOiJi¹ROLLSYSTEM

Die Erfindung betrifft ein Druckkontrollsystem zur Regelung eines Druckflüssigkeitssystemes, umfassend eine Sicherungsvorrichtung mit einem druckgesteuerten Betätigungsorgan, eine,Vorrichtung zum Zuführen einer unter Druck stehenden Betätigungsflüssigkeit zu dem Betätigungsorgan der Sicherungsvorrichtung, ein druckabhängiges Steuerventil und Verbindungen zum Anschluß des Steuerventils an das zu regelnde Druckflüssigkeitssystem, wobei das Steuerventil so eingestellt ist, daß es auf einen vorbestimmten Wert des Druckes in dem Druckflüssigkeitssystem anspricht, bei dem das Druckflüssigkeitssystem abgesperrt werden soll.

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Normalerweise unter Druck stehende Flüssigkeitssysteme, wie beispielsweise Anlagen zur Förderung von Gas oder Pipelines sind vorzugsweise mit einem Absperrventil versehen, das' betätigt wird, sowie der Druck des Systems einen Wert jenseits gesetzter Grenzen, beispielsweise eines Druckraaximums oder Druckminimums annimmt. Ein Kontrollsystem mit einem derartigen Absperrventil soll ein gut reproduzierbares Verhalten zeigen, so daß der Maximaldruck und der Minimaldruck genau eingestellt werden können. Ferner soll das Kontrollsystem vorzugsweise einen Schnellverschluß aufweisen und keine Flüssigkeit verlieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Druckkontrollsystem für ein Druckflüssigkeitssystem zu schaffen, das genau eingestellt werden kann, um ein Sicherungsorgan zu betätigen, sowie der Druck des Druckflüssigkeitssystems einen Wert außerhalb eines normalen Druckbereiches annimmt, der durch einen Maximal- oder einen Minimaldruck definiert ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Druckkontrollsystem vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch einen Auslöser, ein Kontrollventil, wobei der Auslöser mit dem Kontrollventil zur Betätigung desselben verbunden und durch Druckflüssigkeit steuerbar ist, Verbindungen von dem Steuerventil zu dem Auslöser, um einen Druck an diesen anzulegen oder von diesem wegzunehmen und eine Verbindung zwischen dem Kontrollventil und dem Betätigungsorgan der Sicherungsvorrichtung, um die Zuführung der Betätigungsflüssigkeit zu dem Betätigungsorgan zu regeln, wodurch dann, wenn das Steuerventil den eingestellten Druckwert registriert und darauf anspricht, der Auslöser das Kontrollventil bewegt, um die Betätigung der Sicherungsvorrichtung zu bewirken.

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Es ist außerdem ein Ziel der Erfindung, ein rasch ansprechendes Druckkontrollsystem anzugeben, das nur ein Minimum der zum Absperren des zu regelnden Druckflüssigkeitssystems benötigten Betätigungsflüssigkeit verliert. Ferner soll bei einem verbesserten Druckkontrollsystem der Einschaltvorgang so einfach sein, daß man keine Bedienungsperson zur ständigen Überwachung benötigt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, in denen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert wird.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Druckkontrollsystems, das mit einem Absperrventil verbunden ist, um dieses zu schließen, wann immer der Druck des Flüssigkeifssystemes einen Wert unterhalb eines minimalen oder oberhalb eines maximalen vorgewählten Druckes annimmt;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit manueller Rückstellung des Kontrollventiles und des Auslösers;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung, die nur dann anspricht, wenn der Druck des Systems unter einen vorgewählten minimalen Druck fällt;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vierten

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Ausflihrungsform der Erfindung, die nur dann anspricht, wenn der Druck des Systems einen vorgewählten maximalen Druck übersteigt und

Jj'ig. 5 einen Detailschnitt duroh eine Sperreinrichtung.

Das Druckflüssigkeitssystem, das mit Hilfe des erfindungsgemäßen, verbesserten Kontrollsystems überwacht werden soll, ist als eine Leitung 10 dargestellt, deren Durchfluß durch ein Absperrventil 12 regelbar ist. Das Absperrventil 12 gehört zu einem Typ von Ventilen, die durch einen auf ihr Betätigungsorgan 14 wirkenden Steuerdruck in ihrer Offenstellung gehalten werden und die in itichtung auf die Verschlußstellung vorgespannt sind, so daß sie schließen, wann immer der Steuerdruck an dem Betätigungsorgan 14 verschwindet.

Es ist zu bemerken, daß eine beliebige Sicherungsvorrichtung durch das Kontrollsystem betätigt werden kann und daß das Absperrventil 12 nur eine mögliche Ausführungsform einer solchen Sicherungsanordnung darstellt.

Das Kontrollsystem umfaßt ferner ein steuerventil 16, das nach Fig. 1 und 2 als Doppelventil für Hoch- und Wiederdruck ausgebildet ist, sowie einen Auslöser 18 und ein Kontrollventil 20. Eine i Meßleitung 22 bildet die Verbindung zwischen dem Steuerventil 16 und der das jtf'lüssigkeitssystem darstellenden Leitung 10. ü'erner ist das Absperrventil 12 über eine Leitung 24 mit dem Kontrollventil 20 verbunden. Die übrigen in den Zeichnungen dargestellten Verbindungsleitungen werden im folgenden noch näher beschrieben. Gegebenenfalls kann ein Ausperrventil 12 verwendet werden, das durch Druck geschlossen wird und in diesem Falle würden sich die Verbindungen

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zwischen den Teilen des Kontrollsystems entsprechend
ändern.

für das Steuerventil 16 wird eine Ausfuhrungsform bevorzugt, die geringe Reibung aufweist und einen Schnellverschluß besitzt. Solch ein Steuerventil ist in der
US-PS 3 568 706 dargestellt, und zwar als ein Steuerventil mit einer Ventilkammer. Die schematischen Darstellungen der Figuren 1 und 2 zeigen ein Zweikammerventil in einem einzigen Ventilgehäuse. Ein Steuerventil dieser Art weist eine minimale Reibung auf, da es keine gleitenden Dichtungen besitzt.

Das Steuerventil 16 ist zur Hoch- und Niederdrucksteuerung ausgebildet und weist ein Ventilgehäuse 26 mit
zwei in diesem angeordneten Ventilkörpern 28, 30 auf, um einen Durchfluß durch die beiden Einlaß- und die
beiden Auslaßöffnungen zu regeln. Dabei ist jeder der Ventilkörper 28, 30, mit einem Druckeinstellknopf 32
bzw. 34 versehen, so daß der Ventilkörper 28 in dem
Sinne eingestellt werden kann, daß der Steuerdruck
gesenkt wird, wenn der Druck des ]?lüssigkeitssystems
einen vorgewählten maximalen Druck übersteigt und daß der Ventilkörper 30 auf einen Steuerdruck eingestellt werden kann, für den ü'all, daß der Druck des Flüssigkeitssystems unter einen vorgewählten minimalen Druck fällt.

Der Flüssigkeitsdruck, der auf xias Steuerventil 16 über die Meßleitung 22 übertragen wird, wirkt auf beide Seiten des Steuerventils 16 und wird über die Verbindungsleitung 36 dem Eingang 38 des Auslösers 18 zugeführt. Eine Verbindungsleitung 40 überträgt den Steuerdruck von einer Öffnung 42 des Hochdruckteiles des

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Steuerventiles 16 zu einer Öffnung 44 des Auslösers 18. Eine Verbindungsleitung 46 überträgt den Kontrolldruck von einer Öffnung 48 der Niederdruckseite des Steuerventiles 16 zu einer Öffnung 50 des Auslösers 18. eine Ausflußöffnung 52 ermöglicht eine Belüftung der Hochdruck- und der Niederdruckseite des Steuerventiles 16. Das in der dargestellten Weise angeschlossene Steuerventil 16 regelt die Arbeitsweise des Auslösers 18.

Der Auslöser 18 weist ein Auslösergehäuse 54 auf, das eine kleine, mit dem Eingang 38 in Verbindung stehende Kammer 5b und eine große Kammer 58 aufweist, die mit den an einander entgegengesetzten Enden der Kammer 58 angeordneten Öffnungen 44 und 50 in Verbindung steht. In den Kammern 56 und 58 ist ein hin- und herbeweglicher Kolben 60 angeordnet. Der Kolben 60 ist aus dem Auslösergehäuse 54 herausgeführt und mittels einer Verbindungsstange 62 mit einem Ventilkern 64 des Kontrollventiles 20 verbunden. Durch diese direkte Verbindung bewegen sich der Kolben 60, die Verbindungsstange 62 und der Ventilkern 64 alle gemeinsam.

Gemäß der Darstellung ist das Kontrollventil 20 ein Drei-Wege-Ventil, dessen Gehäuse 66 eine über die Verbindungsleitung 24 mit dem .Betätigungsorgan 14 verbundene Öffnung, sowie eine Eingangsöffnung 72 aufweist, die mit einer Zuführungseinrichtung für eine Betätigungsflüssigkeit verbunden ist. Ferner weist das Gehäuse 66 eine Belüftungsöffnung 74 auf. Das der Verbindungsstange 62 abgewandte Ende des Ventilkernes 64 ist aus dem Gehäuse 66 herausgeführt und endet in einem Handknopf 76, so daß das Kontrollventil 20 gegebenenfalls von Hand eingestellt werden kann. Der Innenraum des Gehäuses 66 und der Aussenumfang des Ventilkernes 64 definieren eine Kammer 78,

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durch die eine BetätigungsflUssigkeit fließen kann. Wenn sich der Ventilkern 64 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet, erfolgt ein Durchfluß von der Eingangsöffnung 72 zu der Öffnung 68. Eine Bewegung des Ventilkernes 64 in seine andere oder Absperrst ellung schließt den Durchfluß von der iiingangsöffnung 72 zu der Öffnung 68 und öffnet den Durchfluß von der Öffnung 68 durch die Kammer 78 zu der Auslaßöffnung 74, wodurch die Betätigungsflüssigkeit von dem Betätigungsorgan 14 des Absperrventiles 12 abgelassen wird. Das hat zur .Folge, daß das Absperrventil 12 die Leitung 10 des Flüssigkeitssystems verschließt. Während die Darstellung das Kontrollventil 2u als ein Drei-Wege-Ventil zeigt, kann das Kontrollventil 20 auch als iuwei-* Weg-ventil ausgebildet sein, wenn dem Betätigungsorgan 14 die Betätigungsflüssigkeit von einer getrennten Quelle aus zugeführt wird. D.h.in diesem jralle würde die Eingangsöffnung 72 verschlossen und nicht verwendet, m einem solchen System sollte die Zuführung der Betätigungsflüssigkeit zu dem Betätigungsorgan 14 genügend gedrosselt sein, so daß Dei Betätigung des Kontrollventiles 2U die Betätigungsflüssigkeit so schnell wie möglich von dem Betätigungsorgan 14 abfließen kann.

Nach Ji¹Ig. 5 ist ein Sperrkolben 80 in einer Bohrung 82 gelagert, die mit der Öffnung 44 der Kammer 58 verbunden ist. Wenn sich der Sperrkolben 80 in seiner innersten Stellung befindet, hintergreift er,eine Schulter 84 an dem Kolben bo, um diesen in seiner eingefahrenen Stellung zu blockieren. Der Sperrkolben 80 wird durch eine Stange 86 in seine innerste oder Verriegelungsstellung bewegt. ±;in Durchgang 88 stellt eine Verbindung zwischen der Bohrung 82 und der Öffnung 50 her.

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Wenn daher, wie weiter unten beschrieben wird, der Sperr kolben 80 sich in seiner Verriegelungsstellung befindet, wirkt auf seine beiden Enden der Steuerdruck, um ihn in seiner Stellung zu halten, bis der Druck an der Öffnung 50 abfällt. In diesem Augenblick bewirkt der an dem inneren Ende des ' Sperrkolbens 80 angreifende Druck eine Verschiebung des Überdruckkolbens 80 in der Bohrung 82, so daß er außer Eingriff mit der Schulter des Kolbens 60 kommt.

Um das Kontrollsystem in Punktion zu setzen und bevor ein Druck von der Leitung 10 her wirkt, wird der Handknopf 76 hineingedrückt, um das Kontrollventil 20 zu öffnen und den Auslöser 18 in Arbeitsstellung zu bringen. Mit Hilfe der Stange 86 wird der Sperr kolben 80 in seine Verriegelungsstellung mit dem Kolben 60 gebracht. Das Anlegen eines Druckes von der Leitung 10 her an das Steuerventil 16 bewirkt einen Druck durch die Verbindungsleitung 36 zu dem Eingang 38 und durch die Öffnungen 42 und 48 über die Verbindungsleitungen 40 bzw. 46 zu den Öffnungen 44 bzw. 50. Die wirksamen Druckflächen an dem Kolben 60 sind so ausgebildet, daß die einander entsprechenden Flächen auf beiden Seiten des Kolbens 60 innerhalb der Kammer 58 gleioh groß sind und daß die Endfläche des Kolbens 60 kleiner als diese beiden Ringflächen ist. So wird bei vollem Druck auf den Auslöser 18 der Kolben 60 durch den Druck nach außen gepreßt', wird jedoch durch den Sperrkolben 80 an einer solchen .Bewegung gehindert. Wenn der Druck in der Leitung 10 den eingestellten Minimalwert des Druckes übersteigt, öffnet der Ventilkörper 30, um Druck von der Öffnung 50 zu nehmen. Das verursaoht eine Verminderung des Druckes an der Rückseite des Überdruckkolbens 80, der darauf-

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Mn durch den von der Öffnung 44 her in der Kammer 58 anliegenden Druck aus der Verriegelungsstellung gedruckt wird. Solange der Druck in der Leitung 10 des Flüssigkeitssystems einen Wert oberhalb des Minimalen und unterhalb des Maximalen an dem Steuerventil 16 eingestellten Druckes besitzt, bleibt der Kolben 60 in der Arbeitsstellung und hält dabei den Ventilkern 64 in Öffnungsstellung, so daß die Betätigungsflüssigkeit zu dem Betätigungsorgan 14 des Absperrventiles 12 gelangen kann, um dieses' offenzuhalten.

Wenn der Druck in der Leitung 10 unter den eingestellten Minimalwert fällt, sohließt der Ventilkörper 30 die Ausflußöffnung und öffnet die Einströmöffnung, indem er durch die Öffnung 48, die Verbindungsleitung 46 und die Öffnung 50 Druck überträgt, um einen ausgleichenden Druck auf die große Ringfläche des Kolbens 60 auszuüben. Das hat zur Folge, daß der Kolben 60 nach außen bewegt wird, wodurch das Kontrollventil 20 in eine Auslaßstel-,

lung bewegt wird, in der die Betätigungsflüssigkeit von dem Betätigungsorgan 40 abgeführt wird, mit der Folge, daß das Absperrventil 12 schließt.

Übersteigt der Druck in der Leitung 10 des Flüssigkeitssystems den an dem Steuerventil 16 eingestellten Maximalwert des Druckes, hat dies ebenfalls zur Folge, daß der Auslöser 18 und das Kontrollventil 20 im Sinne einer Schließung des Absperrventiles 12 reagieren. Wenn ein solcher Druck erreicht wird, führt das dazu, daß der Ventilkörper 28 die Eingangsöffnung verschließt und die Ausgangsöffnung freigibt, wodurch der Steuerdruck über die Verbindungsleitung 40 von dem äußeren Abschnitt der großen Kammer 50 des Auslösers vermindert wird. Dadurch

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bleibt nur der an der Öffnung 38 anliegende Druck, der auf den Kolben 60 eine diesen nach außen bewegende Kraft ausübt, wodurch das Kontrollventil 20 in eine Ablaßstellung bewegt wird. Als Folge des Abströmens der .Betatigungsflussigkeit von dem .Betätigungsorgan 14 schließt das Absperrventil 12 die Leitung 10 des Flüssigkeitssystems. .Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Steuersystem wird die Steuerung automatisch wirksam, sowie nach dem Abschalten infolge Über- oder Unterdrücke der Druck im ilüssigkeitssystem wieder einen normalen Wert annimmt. Daher kann man sagen, daß das Steuersystem eine automatische Rückstelleinrichtung besitzt.

Wach einem Abschalten infolge Unterdrucks bewirkt der Flüssigkeitsdruck bei Rückkehr zu seinem normalen Wert durch seine Einwirkung auf den Ventilkörper 30, daß dieser seine .eingangsorfnung schließt und seine Austrittsöffnung öffnet, um auf diese Weise den Druck von cer der Öffnung bO zugewandten Seite der Kammer 58 zu nehmen. Da die Ringfläche des Kolbens 60, die dem Druck in der Kammer 5« auf der Seite der öffnung 44 ausgesetzt ist, größer ist als die dem Druck an dem Eingang 38 ausgesetzte fläche des Kolbens 6u, wird der Kolben 60 einwärts geschoben und bringt auf diese Weise den Auslöser 18 in seine Arbeitsstellung. Diese .Bewegung des Kolbens 6ü verschiebt den Ventilkern 64, um auf diese Weise eine Verbindung duroh das Kontrollventil 20 zur Zuführung der Betätigungsflüssigkeit von der Eingangsöffnung 72 über die Verbindungsleitung 24 zu dem Betätigungsorgan 14 zu schaffen, dadurch das Absperrventil 12 zu öffnen und das Steuersystem wieder in Funktion zu setzen.

nach einem Absperren infolge Überdrucks senkt eine Rückkehr des Druckes in dem Flüssigkeitssystem zu seinem

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normalen Wert den auf den Ventilkörper 28 einwirkenden Druck, wodurch der Ventilkörper 28 aufgrund der Federspannung seine Ausflußöffnung schließt und die Eingangsöffnung freigibt. In dieser Stellung wird ein Flüssigkeitsdruck über die Verbindungsleitung 40 und die Öffnung 44 in das äußere Ende der Kammer 58 übertragen. Da dieser Druck auf die Ringfläche einwirkt, die größer ist als die Fläche am inneren Ende des Kolbens 60, wird der Kolben 60 nach innen geschoben und eine Rückstellung des Kontrollventiles 20 bewirkt, um dem Betätigungsorgan die Betätigungsflüssigkeit zuzuführen.

Bei manchen Anwendungen mag es erwünscht sein, daß das Kontrollsystem gemäß der Erfindung keine automatische Rückstelleinrichtung besitzt. Das in. der Fig. 2 dargestellte Kontrollsystem ist für manuelle Rückstellung eingerichtet und unterscheidet sich von dem Kontrollsystem nach der Fig. 1 nur durch eine andere Anordnung der Verbindungsleitungen von dem Steuerventil 16 zu dem Auslö,- · ser 18. Die Verbindungsleitung 40 verbindet die Öffnung 42 mit dem äußeren Ende der großen Kammer 58, die Verbindungsleitung 36 führt zu dem inneren Ende der großen Kammer 58 und die Öffnung 48 ist mit dem Eingang 38 und mit der äußeren Seite des Überdruckkolbens 80 verbunden. Wenn bei dieser Art der Verbindungen eine Abschaltung erfolgt, wird der Kolben 60 in seine äußere oder Absperrstellung bewegt und bei Rückkehr des Systems zu einem Normaldruck wirkt der Flüssigkeitsdruck auf beide Ringflächen des Kolbens 60 Innerhalb der großen Kammer 58. Da diese Flächen des Kolbens 60 gleich groß sind, kann eine Rückstellung nur duroh Herunterdrücken des Handknopfes 76 bewirkt werden. Solange daher in der Leitung

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10 des Flüssigkeitssystems ein normaler Arbeitsdfrüdk vorherrscht, ist der Kolben 60 durch Wirkung eines gleichen Druckes auf beide Seiten des Kolbens 60 in der großen Kammer 58 gleichen Kräften auf beiden Seiten ausgesetzt. JBeim Rückstelllen benötigt man jedoch nicht die Sperreinrichtung , da normaler Druck an dem Auslöser 18 anliegt und dieser sich solange nicht bewegt, bis eine Absperrbedingung erfüllt ist.

Der Sperrkolben 80 in dem Kontrollsystem nach Pig. 2 dient dazu, den Kolben 60 gegen eine von dem Druck an dem inneren Ende, d.h. dem dem Eingang 38 zugewandten Ende des Kolbens 60 hervorgerufene Bewegung festzuhalten, bis der Druck des Plussigkeitssystems genügend angestiegen ist, um den Ventilkörper 30 im Sinne einer Öffnung'seiner Ausgangsöffnung zu bewegen. Eine darauffolgende Verminderung des Druckes durch den .Niederdruckteil des Steuerventiles 16 vermindert den den Sperrkolben 80 in seiner Verriegelungsstellung mit dem Kolben 60 haltenden Druck, wodurch der in der Kammer 58 herrschende Druck den Kolben 80 nach außen bewegt. Danach ■ ist das Kontrollsystem bereit, seine Absperrfunktion auszuüben, sowie der Druck des Plussigkeitssystems einen Wert außerhalb der durch die Druckeinstellknöpfe 32 und 34 eingestellten Grenzwerte annimmt.

Das in der Pig. 3 dargestellte Kontrollsystem ist so ausgebildet, daß ein Absperren des Plussigkeitssystems nur dann bewirkt, wenn der Druck unter einen bestimmten vorgewählten Wert fällt. Das Plüssigkeitssystem ist durch eine Leitung 110 dargestellt, die zu einem durch ein Betätigungsorgan 114 gesteuerten Absperrventil 112 führt. Ein in der Leitung 110 herrschender Druck wird über eine

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Steuerleitung 122 auf ein Steuerventil 116 übertragen. Das Steuerventil 116 regelt den auf einen Auslöser 118 übertragenen Druck, wobei der Auslöser 118 zur Betätigung eines Kontrollventiles 120 mit diesem verbunden ist. Das Kontrollventil 120 seinerseits ist zum Zuführen und zum Abziehen einer Betätigungsflüssigkeit von dem Betätigungsorgan 114 über eine Verbindungsleitung 124 mit dem Absperrventil 112 verbunden.

Das Steuerventil 116 weist ein Ventilgehäuse 126 auf, in dem eine zentrale Kammer zur Aufnahme eines sich hin- und herbewegenden Ventilkörpers 130 vorgesehen ist. In seiner einen Stellung verschließt der Ventilkörper 130 eine Ausflußöffnung und läßt eine Einlaßöffnung zum Zuführen eines Steuerdruckes offen und in seiner anderen Stellung verschließt der Ventilkörper 130 die Einlaßöffnung und gibt die Ausflußöffnung frei, um den Steuerdruck zu vermindern. Die Druckeinstellung des Steuerventils 116 erfolgt durch einen Druckeinstellknopf 134. ■ .

Der Druck der Meßleitung 122 wird über eine Verbindungsleitung 135 zur Öffnung144 des Auslösers 118 übertragen, welche Öffnung 144 mit dem äußeren Ende einer großen Kammer 158 in Verbindung steht. Der Steuerdruck vom Steuerventil 116 wird durch eine Öffnung 148 und über eine Verbindungs— leitung 149 zu den Öffnungen 138 bzw. 150 am Auslöser 118 übertragen. Die Öffnung 138 steht mit dem inneren Ende einer kleinen Kammer 156 und die Öffnung 150 sowohl mit dem inneren Ende der großen Kammer 158 als auch mit dem äußeren Ende eines Sperrkolbens 180 in Verbindung. Ein Kolben 160 bewegt sich in den Kammern 156 und 158 hin und her. Die dem Druck in der großen Kammer 158 ausgesetzten, nach entgegengesetzten Seiten weisenden Ringflächen des Kolbens 160 gleichen einander und sind größer als die Fläche am inneren Ende des Kolbens 160, die dem Druck innerhlab der kleinen Kammer 156 ausgesetzt ist.

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Das Kontrollventil 120 ist durch eine den Kolben 160 und einen Ventilkern 164 verbindende Verbindungsstange 162 betätigt. Der Ventilkern 164 kann sich innerhalb der in dem Gehäuse 166 des Kontrollventiles 120 ausgebildeten Aussparung hin- und herbewegen. In der einen Stellung öffnet der Ventilkern 164 einen Durchfluß von einer mit einer Zuführvorrichtung zum Zuführen einer Betätigungsflüssigkeit verbundenen Eingangsöffnung 172 zu einer mit der Verbindungsleitung 124 verbundenen Öffnung 168. In seiner anderen Stellung verschließt der Ventilkern 164 die Eingangsöffnung 172 und schafft eine Verbindung von der Öffnung 168 zu einem Ausfluß 174. Das der Verbindungsstange 162 abgewandte Ende des Ventilkernes 164 ist aus dem Gehäuse 166 hinausgeführt und endet in einem Handknopf 176. Der Kolben 180 zum Blockieren der Kontrollvorrichtung ist mit seiner inneren Endfläche dem Druck in dem äußeren Ende der Kammer 158 und mit seiner äußeren Endfläche dem Steuerdruck ausgesetzt, der von dem Steuerventil 116 durch einen Durchgang 188 her übertragen wird. Dieser Steuerdruck hält den Kolben 180 während des Einschaltens der Vorrichtung in einer Verriegelungsstellung mit dem Kolben 160. Wenn sich der Kolben 160 in seiner Arbeitsstellung befindet, kann ein Druck über eine Verbindung von der Leitung 110 durch die Meßleitung 122 und die Verbindungsleitung 135 zu dem Steuerventil 116 bzw. dem Auslöser 118 übertragen werden.

Da nach dem Einschalten der Einlaß des Steuerventils 116 offen ist, wird ein Druck zu der Öffnung 148 und von dort durch die Verbindungsleitung 149 zu den Öffnungen 138 und 150 des Auslösers 118 übertragen. Wie man sieht, würden die auf den Kolben 160 wirkenden Druckkräfte diesen beim Einschalten in seine Absperrstellung bewegen, wenn er nicht durch den Kolben 180 in seiner Arbeitsstellung gehalten würde.

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Sobald der Druck in der Leitung 110 den vorgewählten minimalen Druck übersteigt, wird der Ventilkörper 130 bewegt, verschließt dabei seine Eingangsöffnung und öffnet seine Auslaßöffnung, wodurch der Steuerdruck an der kleinen Kammer 156, an dem inneren Ende der großen Kammer 158 und an der äußeren Endfläche des Kolbens 180 vermindert wird. Der Kolben 180 wird durch den auf seine innere Endfläche wirkenden Druck aus der Verriegelungsstellung mit dem Kolben 160 nach außen bewegt. Der in der großen Kammer 158 auf die äußere Seite des Kolbens 160 wirkende Druck hält den Kolben 160 zurück und hält damit den Ventilkern 164 des Kontrollventiles 120 in seiner Arbeitsstellung, Wenn der Druck in der Leitung 110 unter den. am Steuerventil 116 eingestellten minimalen Wert fällt, wird der Ventilkörper 130 betätigt, um die Ausflußöffnung zu verschließen, die Einlaßöffnung freizugeben und einen Steuerdruck durch die Leitung 149 zu den Öffnungen 138 und 150 zu übertragen. Der an der Öffnung 150 angelegte Druck gleicht die auf den Kolben 160 in der großen Kammer 158

wirkenden Kräfte aus und der an die kleine Kammer 156 angelegte Druck erzeugt eine zusätzliche Kraft, um den Kolben 160 und damit den Ventilkern 164 in ihre Absperrstellung zu bewegen. Dadurch kann die Betätigungsflüssigkeit ■von dem Betätigungsorgan 114 abfließen, wodurch das Absperrventil 112 schließt.'

Nach dem Abschalten des Kontrollsystemes wird das in der Fig. 3 dargestellte Kontrollsystem automatisch wieder aktiviert, wenn der Druck in dem Flüssigkeitssystem über den eingestellten Minimalwert steigt. Das verursacht wiederum eine Bewegung des Ventilkörpers 130, um die Einlaßöffnung zu schließen und die Auslaßöffnung freizugeben,

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und dadurch den Steuerdruck von dem Steuerventil 116 und dem Auslöser 118 wegzunehmen. Da der einzige auf den Kolben 160 wirkende Druck am äußeren Ende der großen Kammer 158 anliegt, spannt dieser Druck den Kolben 160 und den Ventilkern 164 in ihre jeweilige Arbeitsstellung. Durch das Einströmen der BetätigungsflUssigkeit in das Betätigungsorgan 114 wird das Ventil 112 geöffnet und das Flüssigkeitssystem ist in Betrieb.

Für den Fall, daß eine automatische Rückstellung nicht erwünsoht ist, kann das in Fig. 3 dargestellte Kontrollsystem in der Weise modifiziert werden, daß die Verbindungsleitung 135 zur Öffnung 144 und zur Öffnung 150 führt, um auf diese Weise den auf die in entgegengesetzte Richtungen weisenden Seite des Kolbens 160 in der großen Kammer 158 wirkenden Druck gleich groß zu machen. Die Öffnung 148 für den Steuerdruck wird mit der Öffnung 138 verbunden und ebenso mit der äußeren Endfläche des Kolbens 180. Das Einschalten der Vorrichtung erfolgt in der gleichen Weise wie oben beschrieben, wobei alle Druckflächen des Kolbens 160 einem Druck ausgesetzt sind und der Kolben 180 den Kolben 160 in seiner Arbeitsstellung zurückhält. Wenn der Druck des Flüssigkeitssystems über den eingestellten Minimaldruck ansteigt, verursacht das Steuerventil 116 einen Druckabfall an der kleinen Endfläche des Kolbens 160 und an der äußeren Endfläche des Kolbens 180. Der Druck in der Kammer 158 bewegt den Kolben 180 außer Eingriff mit dem Kolben 160 nach außen und der Kolben 160 bleibt in seiner Arbeitsstellung, da die an ihm angreifenden Druckkräfte ausgeglichen sind. Sowie der Druck des Flüssigkeitssystems unter den eingestellten Minimalwert fällt, wird durch das Steuerventil 116 ein Steuerdruck an den Eingang 138 angelegt, wodurch der Kolben 160 und der Ventilkern 164 in ihre Absperrstellung bewegt werden, die BetätigungsflUssigkeit aus dem Betätigungsorgan 114 abläuft und das Absperrventil 112 dadurch geschlossen wird.

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Pur Anwendungen, in denen nur ein bei hohem Druck abschaltendes Kontrollsystem erwünscht ist, kann eine Anordnung gemäß Pig. 4 verwendet werden. In diesem System ist das Plüssigkeitssystem durch eine Leitung 210 dargestellt, die durch ein Absperrventil 212 mit einem Betätigungsorgan 214 absperrbar ist. Das Steuerventil 216 ist in diesem Falle als einfaches Steuerventil ausgebildet mit Verbindungen zu einem Auslöser 218, der seinerseits ein Kontrollventil 220 betätigt. Druck aus der Leitung 210 des Flüssigkeitssystems wird über eine Meßleitung 222 zu dem Steuerventil 216 und über eine Verbindungsleitung 223 zu der Öffnung 238 des Auslösers 218 übertragen. Eine Verbindungsleitung 224 führt dem Betätigungsorgan 214 Betätigungsflüssigkeit zu.

Das Steuerventil 216 weist ein Ventilgehäuse 226 auf, in dem ein Ventilkörper 228 hin- und herbewegbar ist, um abwechselnd einen eine Einlaßöffnung und einen eine Auslaßöffnung bildenden Ventilsitz zu verschließen. Ein Druckeinstellknopf 234 wird dazu verwendet, um den gewünschten Maximalwert des Druckes einzustellen. Eine Verbindung zur Übertragung eines Steuerdruckes ist durch eine Verbindungsleitung 241 von einer Öffnung 242 in dem Steuerventil 216 zu einer Öffnung 244 in dem Auslöser 218 dargestellt, wobei die Öffnung 244 in Verbindung mit dem äußeren Ende einer großen Kammer 258 innerhalb eines Auslösergehäuses 254 steht.

In der großen Kammer 258 und einer in dem Auslösergehäuse 254 ausgebildeten kleinen Kammer 256 bewegt sich ein Kolben 260 hin- und her. Das äußere Ende des Kolbens 260 ist über eine Verbindungsstange 262 mit einem Ventilkern 264 verbunden. Perner ist ein Ausfluß 259 vorgesehen, um das innere Ende der großen Kammer 258 belüften zu können.

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Die Hin- und Herbewegung des Ventilkernes 264 in dem Gehäuse 266 des Kontrollventils 220 steuert den Durchfluß einer Betätigungsfliissigkeit von einer Öffnung 272 zu einer Öffnung 268. Die Öffnung 272 ist mit einer geeigneten Zuführung zum Zuführen einer Betätigungsfltissigkeit durch einen zwischen dem Gehäuse 266 und dem Ventilkern 264 gebildeten Zwischenraum verbunden. .Ferner wird durch die Hin- und Herbewegung des Ventilkernes 264 der Ausfluß der Betätigungsfliissigkeit von der Öffnung 268 durch den Zwischenraum zu einem Abfluß 274· geregelt. Der Ventilkern 264 erstreckt sich durch das Gehäuse 266 nach außen und endet in einem Handknopf 276.

Im Betrieb wird der Flüssigkeitsdruck von der Leitung 210 des Flüssigkeitssystems über die Meßleitung 222 und die Verbindungsleitung 223 zu dem Kontrollsystem übertragen. Beim Einsohalten liegt an beiden Öffnungen 238 und 250 gleichzeitig Druck an. Da die Fläche des Kolbens 260 in der großen Kammer 258 größer ist als die Fläche des Kolbens 260, die dem Druck an der Öffnung 238 ausgesetzt ist, wird der Kolben 260 anfangs in seine Arbeitsstellung bewegt.

Wann immer der Druck in der Leitung 210 des Flüssigkeitssystems den an dem Steuerventil 216 eingestellten maximalen Druck übersteigt, bewegt sich der Ventilkörper 228 in der Weise, daß er seine Einlaßöffnung verschließt und seine Auslaßöffnung öffnet, um den Steuerdruck von dem äußeren Ende der großen Kammer 258 zu nehmen. Nach der Abnahme dieses Druckes bewegt sich der Kolben 260 nach außen, da dann nur seine der Öffnung 238 zugewandte Seite einem Druck ausgesetzt ist. Dadurch wird der Ventilkern 264 in dem Sinne bewegt, daß er den Ausfluß für die Betätigungsflüssigkeit von dem Betätigungsorgan 214 über die Verbindungsleitung 224 öffnet. Nach dem Ablaufen der Betätigungsflüssigkeit schließt das Absperrventil 212 und sperrt damit das Flüssigkeitssystem .

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Wie beim Starten der in Jig. 4 beschriebenen Vorrichtung dargestellt, besitzt das Kontrollsystem eine automatische Rückstellung des Kontrollventils 220 und des Auslösers 218 in ihre jeweilige Arbeitsstellung. Diese Rückstellung erfolgt, wenn der DruGk des Flüssigkeitssystems unter den eingestellten Maximalwert fällt, so daß der Ventilkörper 228 des Steuerventils 216 seine Auslaßöffnung schließt und die Einlaßöffnung freigibt, um auf diese Weise den Steuerdruck zu dem Auslöser 218 zu übertragen. Durch den auf das äußere Ende der Kammer 258 wirkenden Druck werden der Auslöser 218 und das Kontrollventil 220 in ihre Arbeitsstellung gebracht. Wenn es gewünscht wird, daß die Rückstellung des Kontrollventils 220 und des Auslösers 218 in dem Kontrollsystem nicht automatisch erfolgt, kann man die Verbindungsleitung 223 an öle Öffnung 259 anschließen und die Öffnung 238 als Abfluß ausbilden. Mit einer derartig ausgebildeten Verbindung werden der Kolben 260 und der Ventilkern 264 beim Abschalten in ihre Absperrstellung bewegt und nach dem Zurückkehren des Flüssigkeitsdruckes auf seinen normalen Wert wird wieder der Steuerdruck an dem Auslöser .218 angelegt. Da jedoch die nach verschiedenen Seiten weisenden Flächen des Kolbens in der Kammer 258 gleich sind und dem gleichen Druck ausgesetzt sind, erfolgt keine automatische Rückstellung des Auslösers 218 und des Kontrollventils 220 in die Arbeitsstellung. Wenn dieses System wieder in seine Ausgangslage zurückgestellt werden soll, kann dieses durch Eindrücken des Handknopfes 276 von Hand erfolgen.

Aus der obigen Beschreibung erkennt man, daß die vorliegende Erfindung eine verbesserte Steuervorrichtung für ein Druckflüssigkeitssystem bietet, die rasch für eine Absperrung des Systems sorgt, sobald der Wert des Druckes

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in dem System aus dem durch Grenzwerte bestimmten normalen Arbeitsbereich fällt. Das Kontrollsystem kann entweder als ein bei hohem Druck oder bei niedrigem Druck abschaltendes System oder als eine Kombination dieser beiden Systeme verwendet werden. Das Kontrollsystem kann entweder mit automatischer oder manueller Rückstellung " versehen sein. Im ersteren Pail kehrt das Kontrollsystem automatisch wieder in seine Betriebsstellung zurück, sobald der Druck des Plüssigkeitssystems einen normalen Wert annimmt, im zweiten Pail muß das Kontrollsystem wieder von Hand eingeschaltet werden. Perner ist zum Starten eine Sperreinrichtung für den Auslöserkolben vorgesehen, welche den Auslöserkolben in seiner Arbeitsstellung hält, bis der Wert des Plüssigkeits druckes sich innerhalb eines Betriebsbereiches stabilisiert hat. Danach schaltet das System die Sperreinrichtung automatisch aus und ist damit betriebsbereit.

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Claims

Patentansprüche

Druckkontroll system zur Regelung eines JDruokflüssigkeitssystemes, umfassend eine Sicherungsvorrichtung mit einem druckgesteuerten Betätigungsorgan, eine Vorrichtung zum zuführen einer unter Druck stehenden Betätigungsflüssigkeit zu dem Betätigungsorgan der Sicherungsvorrichtung, ein druckabhängiges Steuerventil und Verbindungen zum Anschluß des Steuerventils an das zu regelnde Druckflüssigkeit ssy stem, wobei das Steuerventil so eingestellt ist, daß es auf einen vorbestimmten Wert des Druckes in dem Druckflüssigkeitssystern anspricht, bei dem das Druckflüssigkeitssystem abgesperrt werden soll, gekennzeich net durch einen Auslöser (18J, ein Kontrollventil (2OJ, wobei der Auslöser (18; mit dem Kontrollventil (.20) zur Betätigung desselben verbunden und durch Druckflüssigkeit steuerbar ist, Verbindungen (36, 40, 46) von dem Steuerventil (16; zu dem Auslöser (18;, um einen Druck an diesen anzulegen oder von diesem wegzunehmen und eine Verbindung (24) zwischen dem Kontrollventil (,20; und dem uetätigungsorgan U4; der Sicherungsvorrichtung (12;, um die zuführung der ±setätigungsflüssigkeit zu dem Betätigungsorgan (14/ zu regeln, wodurch dann, wenn das Steuerventil (16; den eingestellten Druckwert registriert und darauf anspricht, der Auslöser U8; das ivontrollventil (20; bewegt, um die .betätigung der Sicherungsvorrichtung (12) zu bewirken.

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2. Druckkontrollsystem naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sicherungsvorrichtung als ein mit dem .Druckflüssigkeitssystem verbundenes Absperrventil (12; ausgebildet ist, dessen Betätigung ein Absperren des Druckflüssigkeitssystemes zur^'olge hat.
3. Druckkontrollsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Auslöser (18J ein Gehäuse (54) mit einer zentralen .Bohrung (5öJ und mit dieser verbundenen Endbohrungen (.56; mit gegenüber der zentralen .bohrung (58; verringertem Durchmesser aufweist, daß ein Kolben 1,60,) in diesen Bohrungen (56, 58; beweglich angeordnet ist, daß Verbindungswege (.44, 50; an einander entgegengesetzten Enden des Kolbens (60; von außen zu der zentralen Bohrung (58; geführt sind, daß der Kolben (bu; mit einer durch eine der und bohrungen austretenden Verbindungsstange (62) versehen ist, welche die

erbindung zu dem Kontrollventil (20) herstellt, und daß der Kolben an seinem in der anderen Endbohrung (56) liegenden Ende mit einer wirksamen, dem Druck ausgesetzten Druckfläche versehen ist, die kleiner ist, als seine wirksamen, einander gleichen Druckflächen in der zentralen Bohrung (58).
4. Druckkontrollsystem nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Gehäuse (54) des Auslösers (18) ein mit der zentralen Bohrung (58) in Verbindung stehender Überbrückungskanal und ein in diesem geführter Sperrkolben (80) vorgesehen sind, wobei letzterer

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zum Eingriff mit dem Kolben (60) ausgebildet ist, um diesen in einer Normallage zu halten, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Überbrückungskanal an der dem Kolben (.60) abgewandten Seite des Sperrkolbens (80) durch das Steuerventil (16) belüften zu können und damit den Sperrkolben kolben (80) außer Eingriff mit dem Kolben (60) zu bringen, wobei der Kolben (60) durch eine Druckänderung bewegbar ist, wenn das Steuerventil (16) auf den vorbestimmten Druckwert reagiert, und daß außen am Sperrkolben (80) eine Vorrichtung vorgesehen ist, um den.Überbrückungskolben (80) direkt in Eingriff mit dem Kolben (60) des Auslösers (18) zu bringen. "
5. Druckkontrollsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerventil (16) mit dem Auslöser (18) verbunden ist, um den Auslöser (18) und das Kontrollventil automatisch zurückzustellen, wenn der Druck des' DruckflUssigkeitssystems zu einem Normalwert zurückkehrt. '
6. Druckkontrollsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn ze lehnet , daß der Auslöser (18) und das Kontrollventil (20) nur von Hand rückstellbar sind.
7. Druckkontrollsystem nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerventil (16) zwei Steuerdruckanschlüsse (42, 48) einen Druckzuführungsanschluß, eine Ausflußöffnung (52) sowie zwei schwimmend angeordnete

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Ventilkörper (28, 30) aufweist, die einen Durchfluß zwischen dem Druckzuführungsanschluß und den Steuerdruckanschlüssen (42, 48) einerseits, sowie zwischen den Steuerdruckanschlüssen (42, 48) und der Ausflußöffnung (52) andererseits ermöglichen, und daß das Steuerventil (16) durch einen vorgewählten oberen und unteren Grenzwert des Druckes in dem Druckflüssigkeitssystein schaltbar ist, derart, daß das Steuerventil (16) einen Steuerdruck an einem ersten (42) der Steuerdruckanschlüsse erzeugt, wenn der Druck in dem Druckflüssigkeitssystem einen Wert zwischen den beiden Grenzwerten annimmt (jNormalwert), wobei der zweite Steuerdruckanschluß (48) belüftet ist, daß der erste Steuerdruckahschluß (42) belüftet ist, wenn der Druck in dem Druckflüssigkeitssystem nach der einen Richtung einen Wert außerhalb des Bereiches zwischen den beiden Grenzwerten annimmt (1. Schaltwert) und daß an dem zweiten Steuerdruckanschluß (48) ein Steuerdruck erzeugt wird, wenn der Druck in dem Druckflüssigkeitssystem nach der anderen Richtung hin einen Wert außerhalb des Bereiches zwischen den beiden Grenzwerten annimmt (2. Schaltwert), wobei Verbindungsleitungen (40, 46) zur Übertragung des Steuerdruckes von den jeweiligen Steuerdruckanschlüssen (42, 48) des Steuerventiles (16) zu dem Auslöser (18) vorgesehen sind, um diesen bei Normalwert des Druckes in eine Normalstellung vorzuspannen und bei einem Schaltwert des Druckes in Richtung auf eine Absperrung des Kontrollventiles (20) zu bewegen, wodurch das Absperrventil (12) betätigt wird.

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8. Druckkontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet , daß ■ das Kontrollventil (20) einen Kontrolldruckanschluß (68) und eine Ausflußöffnung (74) aufweist und daß eine Verbindung (24) von dem Kontrolldruckanschluß (6ö) des Kontrollventils (20) zu dem Absperrventil {12) vorgesehen ist.

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