DE2724529C2

DE2724529C2 -

Info

Publication number: DE2724529C2
Application number: DE2724529A
Authority: DE
Inventors: Theodore E. Anaheim Calif. Us Kwast
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1976-06-02
Filing date: 1977-05-31
Publication date: 1989-05-24
Also published as: GB1561246A; US4067359A; JPS605828B2; AU2355377A; CA1061678A; NL188113B; NL188113C; DE2724529A1; JPS52147327A; NL7704089A; AU499007B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückstellvorrichtung für ein bei Überdruck auslösendes Sperrventil gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Rückstellvorrichtung ist bekannt (US-PS 26 65 714), und diese ist auch mit einem Druckausgleichsventil ausge stattet, dessen Ventilstößel in der zugehörigen Bohrung jedoch so eng geführt ist, daß diese beiden Teile keine Relativbewegung zueinander ausführen können und auch nicht sollen. Zwar soll auf diese Art und Weise erreicht werden, daß kein Druckmittel von der einen zur anderen Seite des Sperrventils gelangt, durch die zwangsweise und sehr enge Führung der entsprechenden Teile des Ventilelementes kommt es jedoch zu erheblichem Reibungsverschleiß. Auch ein weiteres bekanntes Sicherheitsabsperrventil (US-PS 34 22 841) hat einen ähnlichen Aufbau und hat zwangsläufig ebenfalls die bereits erwähnten Nachteile, nämlich den hohen Verschleiß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückstellvor richtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß praktisch keine Verschleißerscheinungen auftreten. Erreicht wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Patent anspruchs angegebenen Merkmale.

Beim Rücksetzen der Rückstellvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Drehen der Rückstellwelle zunächst das Druckausgleichsventil geöffnet, wobei der Zylinderteil innerhalb der Bohrung eine Relativbewegung durchführen kann. Danach findet der weitere Rücksetzvorgang ohne Druckbeaufschlagung statt. Auf grund der erwähnten Relativbewegung der Teile des Druckaus gleichsventiles kann es nicht zu Abnutzungserscheinungen kommen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispiels weise erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, welche ein Sperrventil und einen Druckregler in einer Rohrleitung zeigt.

Fig. 2 ist eine Seitenquerschnittsansicht des Absperrven tiles mit einer Rückstellvorrichtung gemäß der Er findung.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Absperrventil gemäß Fig. 2 nach einem Schnitt gemäß Linie 4-4.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Druck ausgleichsventiles der Rückstellvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 5 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die die Rück stellvorrichtung mit dem Ausgleichsventil in Ar beitsstellung nach der Anfangsdrehung der Rück stellwelle und des Ventilhebels zeigt.

Fig. 6 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die die Rück stellvorrichtung auf dem Weg in die Sperrstellung des Sperrventiles zeigt.

Ein Absperrventil 10 ist in Fig. 1 in einer Gasrohrleitung 12 stromaufwärts von einem Überdruckregler 14 angeordnet. Eine Druckfühlleitung 16 ist so angeschlossen, daß eine Verbindung zwischen dem Druck in der Rohrleitung 12 stromabwärts vom Überdruckregler 14 mit dem Absperrventil 10 hergestellt ist. Wenn dieser Druck einen voreingestellten Druck überschreitet, wird das Absperrventil 10 automatisch geschaltet und verhindert jede weitere Strömung in der Rohrleitung 12. Wenn die Ursache des Überdruckes korrigiert worden ist, kann das Absperrventil 10 von Hand zurückgestellt werden, wobei eine Rückstellvorrichtung 18 gemäß der Erfindung wieder eingestellt wird.

Das Absperrventil 10 weist ein Gehäuse 20 auf, welches mit Flanschen 22 versehen ist, mittels welcher das Absperrventil 10 mit entsprechenden Flanschen 24 und 26 der Rohrleitung 12 über Bolzen 27 verbunden ist.

Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Gehäuse 20 weist einen zentralen Strömungsdurchgang 28 auf, welcher sich axial zur Rohrleitung 12 erstreckt. Der Strömungsdurchgang 28 weist einen Einlaßbereich 30 und einen Auslaßbereich 32 auf, welche beide mit einer Kammer 34 im Gehäuse 20 verbunden sind. Die Kammer 34 erstreckt sich von dem Strömungsdurchgang 28 nach oben hin und endigt in einem oberen Teil 36 des Gehäuses 20, welcher durch ein Membrangehäuse 38 abgeschlossen ist, wobei die Verbindung zwischen diesen Teilen durch einen O-Ring 40 abgedichtet ist. Das Membrangehäuse 38 ist mit dem Gehäuse 20 durch Schrauben 41 verbunden.

Das Membrangehäuse 38 hat einen becherförmigen oberen Teil 42, dessen Bodenwandung 44 den O-Ring 40 trägt und auf dem Gehäuse 20 bzw. in derem oberen Teil 36 ruht, um den oberen Teil 36 der Kammer 34 abzuschließen. Ein oberer Teil 46 des Gehäuses 38 umgibt den Umfangsrand einer Membran 48 zwischen sich selbst und dem oberen Teil 42, mit welchem es vermittels von Schrauben 49 abgedichtet verbunden ist. Eine Druckkammer 50 ist im Inneren des oberen Teiles 42 unterhalb der Membran 48 ausgebildet.

Die Druckfühlleitung 16 ist mit der Druckkammer 50 verbunden und weist eine Verschraubung 52 am ventilseitigen Ende auf, welche in eine Gewindeöffnung 54 eingeschraubt ist, welche in der Seitenwandung des oberen Teiles 42 ausgebildet ist. Die Bodenwandung 44 weist eine Bohrung 56 auf, durch welche sich ein Stößel 58 hindurcherstreckt. Ein O-Ring 60 sorgt für eine Abdichtung des Stößels 58 in der Bodenwandung 44. Der O-Ring 60 wird durch einen Haltering 62 an Ort und Stelle gehalten.

Das untere Ende 64 des Stößels 58 ist abgerundet ausgebildet und weist eine Ringnut 66 auf. Eine schmale Ausnehmung 68 ist oberhalb der Nut 66 ausgebildet. Ein Federhalter 70 ist an der Ausnehmung 68 durch einen Halteteil 72 befestigt, welcher seinerseits in der Ausnehmung 68 angeordnet ist und das untere Ende einer Freigabefeder 74 trägt. Das obere Ende der Freigabefeder 74 ist in einer Ausnehmung 76 in der Bodenwandung 44 angeordnet. Die Freigabefeder 74 drückt den Stößel 58 bei Blickrichtung gemäß Fig. 2 nach unten.

Die Druckkammer 50 steht unter dem Druck der Druckfühlleitung 16. Die obere Seite der Membran 48 ist über einen Durchgang 78 und ein Belüftungsgitter 80 mit der Atmosphäre verbunden.

Ein Haltemechanismus weist einen Käfig 82 mit einer Bohrung 84, durch welche der Stößel 58 hindurchgeht, und weiterhin eine Gegenbohrung 86 auf, welche einen Rand 88 und einen ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Stößel 58 und dem Rand 88 festlegt. Ein O-Ring 90 und eine Haltescheibe 92 sind an der Zwischenfläche der Bohrungen 84 und 86 vorgesehen, um den Umfang des Stößels 58 abzudichten, wobei der Stößel 58 und der Käfig 82 unabhängig voneinander bewegbar sind. Die Mitte der in Fig. 2 gezeigten Membran 48 ist an eine Ringschulter 94 angeordnet, wobei die Membran 48 durch eine Platte 96 und eine Mutter 98 gehalten sind. Eine ringförmige Platte 99 ist oberhalb der Membran 48 mit Abstand zur Platte 96 angeordnet, um die Bewegung der Membran 48 an ihrem äußeren Umfang zu begrenzen. Das innere obere Ende der Platte 99 berührt den oberen Teil 46 des Gehäuses 38 in der Nähe ihrer Mittelöffnung. Eine abgestufte Bohrung 100 ist in dem nach oben gerichteten mittleren Teil 102 der Bodenwandung 44 vorgesehen. Eine Scheibe 104 ist an der oberen Fläche der Bohrung 100 angeordnet, während eine nachgiebige Scheibe 106 mit kleinerem Durchmesser an der unteren Fläche der Bohrung 100 angeordnet ist. Ein Kragen 108 ist am Stößel 58 durch ein Paar Halteringe 110 befestigt, welche ihrerseits in Ausnehmungen 112 untergebracht sind. Eine Mehrzahl von Kugeln sind am Umfang des Stößels 58 in dem ringförmigen Zwischenraum angeordnet, welcher durch den Stößel 58 und den Rand 88 des Käfigs 82 gebildet wird. Die Kugeln 114 werden in radialer Richtung, wie in Fig. 2 gezeigt, durch den Käfig 82 so festgehalten, daß sie mit der Unterseite des Kragens 108 in Berührung sind.

Der obere Teil 46 des Membrangehäuses 38 weist einen domförmigen Teil 116 zwecks Umfassung einer Druckfeder 118 auf, wobei das untere Ende der Druckfeder 118 die Mutter 98 umgibt, um die Membran 48 vorzuspannen. Die Kraft der Druckfeder 118 gegen die Membran 48 kann durch Veränderung der Lage eines Federsitzes 120 eingestellt werden, welcher in das Innengewinde des domförmigen Teiles 116 eingeschraubt ist. Der Zugang zum Federsitz 120 und zur Druckfeder 118 ist über eine Verschraubung 122 mit Dichtung 124 möglich.

Die Druckfeder 118 legt den an der Unterseite der Membran 48 erforderlichen Druck fest, um den Haltemechanismus für den Stößel 58 zu betätigen. In der Verschraubung 122 ist ein Schraubendreher-Schlitz 126 vorgesehen.

Wenn ein bestimmter Überdruck auftritt, wird die Membran 48 den Käfig 82 anheben, die Kugeln 114 bewegen sich längs einer geneigten Fläche 128 am Käfig 82 radial nach außen und der Stößel 58 fällt nach unten. Um diesen Freigabevorgang herbeizuführen bewegen sich die Kugeln 114 wie es nachfolgend beschrieben wird.

Der in den Figuren dargestellte Rückstellmechanismus 18 weist u. a. eine Rückstellwelle 130 mit einem schwenkbaren Hebel 132 auf, an welchem wiederum ein Riegelteil 134 befestigt ist. Dieser ist innerhalb der bereits erwähnten Nut 66 des Stößels 58 freigebbar gehalten. Weiterhin sind ein Druckausgleichsventil 136 und ein Ventilelement 138 am Hebel 132 vorgesehen. Das Ventilelement 138 arbeitet mit einem Ventilsitz 140 zusammen, welcher in einer Bohrung 142 des Auslaßbereichs 32 des Strömungsdurchgangs 28 befestigt ist. Hierzu dienen ein Haltering 144 und ein O-Ring 146. Die Rückstellwelle 130 ist in Vorsprüngen 148 und 150 befestigt, welche an gegenüberliegenden Seiten des oberen Bereichs der Kammer 34 oberhalb und zum Strömungsdurchgang 28 quergerichtet ausgerichtet sind. Eine Mutter 152 befindet sich am äußersten Ende der Rückstellwelle 130 in der Nähe des Vorsprungs 148. Ein Staubdeckel 153 aus nachgiebigem Material ist zwischen der Mutter 152 und dem Gehäuse 20 auf der Rückstellwelle 130 angeordnet. Am anderen Ende der Rückstellwelle 130 befindet sich eine Mutter 168.

Der Hebel 132 weist einen flachen Körperteil 184 mit nach unten gerichteten Seitenflanschen 188 auf. Eine sechseckige Buchse 190 sorgt für einen Durchgang für die Rückstellwelle 130. Der Riegelteil 134 ist bei 192 am Hebel 132 angenietet, erstreckt sich von diesem durch einen Schlitz 194 in senkrechter Richtung hindurch und endigt in einem gebogenen Finger 196.

Eine Schließfeder 198 umgibt die Rückstellwelle 130, wobei deren eines Ende 200 durch eine Öffnung im Körperteil 184 hindurchgeht, um die Schließfeder 198 mit dem Hebel 132 zu verbinden, während deren anderes Ende 199 gegen eine Stirnwand 202 der Kammer 34 oberhalb des Sitzrings 140 anschlägt. Die Schließfeder 198 spannt den Hebel im Gegenuhrzeigersinn vor, wobei diese Bewegung für gewöhnlich durch den Riegelteil 134 verhindert wird, wenn dieser mit dem Stößel 58 im Eingriff ist.

Das Druckausgleichsventil 136 ist einstückig an dem Ventilelement 138 ausgebildet. Das Druckausgleichsventil 136 weist einen Zylinderteil 204 auf, dessen oberes Ende eine Schulterschraube 206 von verringertem Durchmesser bildet, welche durch eine Öffnung 208 des Körperteils 184 des Hebels 132 hindurchgeht. Eine Befestigungsmutter 210 verbindet den Zylinderteil 204 mit dem Hebel 132. Ein Ventilstößel 212 ist an dem unteren sich verjüngenden Ende des Zylinderteils 204 ausgebildet. Oberhalb des Ventilstößels 212 befindet sich eine ringförmige Nut 214, welche eine Halteplatte 16 aufnimmt, um das eine Ende einer Schraubenfeder 218 zu halten, welche den Zylinderteil 204 umgibt.

Das Ventilelement 138 ist scheibenförmig ausgebildet und weist mittlere, von der Unterseite vorstehende Vorsprünge 220 und Vorsprünge 222 auf, welche von der oberen Fläche vorstehen. Ein Schließring 224 aus nachgiebigem Material ist innerhalb einer kreisförmigen Ausnehmung 226 befestigt, welcher an der unteren Seite und in der Nähe der Kante des Ventilelementes 138 ausgebildet ist. Der Schließring 224 wirkt - wie in Fig. 6 dargestellt - mit dem Sitzring 140 zusammen, so daß bei Betätigung des Absperrventils 10 der Auslaß 32 vollständig abgeschlossen wird.

Das Ventilelement 138 weist einen Durchgang 228 auf, welcher in dem unteren Vorsprung 220 mittig ausgebildet ist und nach obenhin in eine sich vergrößernde Bohrung 230 übergeht. Ein nachgiebiger ringförmiger Ventilsitz 232 ist am Boden der Bohrung 230 befestigt. Eine Nut 234 ist in geringem Abstand vom oberen Teil der Bohrung 230 ausgebildet. Die Schraubenfeder 218 des Druckausgleichsventils 136 ist in der Bohrung 230 mit Abstand zur Wandung angeordnet. Außerdem ist ein Halterungsteil 236 in der Nut 234 der Bohrung 230 angeordnet. Die Schraubenfeder 218 wird leicht zusammengedrückt, um das Druckausgleichsventil 136 vorzuspannen, so daß es in geschlossener Lage verbleibt, in welcher der Ventilstößel 212 den Ventilsitz 232 (Fig. 6) abdichtet. Das Absperrventil 10 ist ein Zweistellungsventil, wobei die offene Stellung in ausgezogenen Linien in Fig. 2 gezeigt ist, in der der Hebel 132 sich in seiner angehobenen Lage befindet. Wenn der Hebel 132 freigegeben worden ist, drückt die Schließfeder 198 das Ventilelement 138 auf den Sitzring 140, um den Auslaßbereich 32 abzuschließen, wie dies in unterbrochenen Linien in Fig. 2 dargestellt ist.

Wenn die Ursache des Überdrucks behoben worden ist, wird mit Hilfe eines Werkzeugs, beispielsweise eines Steckschlüssels 240 über die Mutter 152 die Rückstellwelle 130 zurückgestellt. Innerhalb der ersten 5° der Drehung, so wie dies mit dem Bezugszeichen 242 (Fig. 5) angegeben ist, wird der Hebel 132 ausreichend bewegt, um den Zylinderteil 204 zu verlassen und eine Druckentlastung herzustellen. Bei dieser Druckentlastung (Fig. 6) verbleibt das Ventilelement 138 zunächst in Eingriffslage auf dem Sitzring 140 bei weiterer Drehung gelangen der Hebel 132 und das Ventilelement in die in Fig. 2 gezeigte Stellung.

Claims

Rückstellvorrichtung (18) für ein bei Überdruck aus lösendes Sperrventil (10) zum Absperren eines Strömungs durchganges (28), mit:
einem auf einer Rückstellwelle (130) gelagerten Hebel (132) und einem an diesem angebrachten und zwischen angehobener Lage und Sperrstellung verschwenkbaren Ventilelement (138), in dem eine Bohrung (230) mit Ventilsitz (232) ausgebildet ist, in der ein Zylinderteil (204), dessen eines Ende starr mit dem Hebel (132) verbunden ist, und eine den Zylinderteil (204) umgebende Schraubenfeder (218) ein Druckausgleichsventil (136) bildend angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Wandungen der Bohrung (230) und dem Zylinderteil (204) ein Relativbewegung zwischen der Bohrung (230) und dem Zylinderteil (204) ermöglichender Zwischenraum vorgesehen ist, und
daß der Zylinderteil (204) an seinem freien Ende als Ventilstößel (212) ausgebildet ist, der mit einem Ventil sitz (232) in der Bohrung (230) zusammenwirkt, wobei die Schraubenfeder (218) zwischen einem Halterungsteil (236) in der Bohrung (230) und einem Halterungsteil am Ventil stößel (212) angeordnet ist und den Ventilstößel (212) gegen den Ventilsitz (232) in die Schließlage vorspannt.