DE2926522C2 - Federbelastetes Sicherheitsventil - Google Patents

Description

werden, so daß auch hier drei teuere Steuereinrichtungen für die Entlastung des Druckraumes erforderlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein federbelastetes Sicherheitsventil insbesondere für mittlere und kleine Nennweiten zu schaffen, bei dem die Zusatzbelastung besonders einfach ausgebildet ist und sich die Größe der Zusatzbelastung fein ein- und nachstellen und so genau auf einen gewünschten Höchstwert begrenzen läßt, daß nur ein einziger Steuerstrang für die Zusatzbelastung erforderlich wird.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gesehen.

Da der Zusatzbelastungskolben mit dem Druckraum in der Federhaube Tür die Ventilfeder untergebracht ist, benötigt das Sicherheitsventil gemäß der Erfindung kaum mehr Platz als ein herkömmliches federbelastetes Sicherheitsventil ohne Zusatzbelastung, und der konstruktive Aufbau ist wesentlich einfacher als bei den bekannten Sicherheitsventilen mit Zusat?belastung. Durch die beiden im Kopf der Federhaube vorgesehenen, konzentrisch ineinanderliegenden und zueinander verstellbaren Einstellhülsen mit dem oberen Hubanschlag und dem von unten gegen den Zusatzbelastungskolben gerichteten unteren Hubanschlag lassen sich sowohl der Ansprechdruck des Sicherheitsventils als auch die Begrenzung der Zusatzbelastung fein ein- und nachstellen. Dadurch ist nicht nur die Gewähr gegeben, daß das Sicherheitsventil genau bei Erreichen des gewünschten Ansprechdruckes öffnet, sondern die zusätzliche Vorspannung der Ventilfeder durch den Zusatzbelastungskolben kann exakt auf einen s,o niedrigen Wert von etwa 5% des Ansprechdrucks eingestellt werden, daß sie in jedem Fall ein volles öffnen des Sicherheitsventils innerhalb des zulässigen 3ί Druckanstiegs von 10% sichergestellt.

Durch diese Feineinstellung der Zusatzbelastung läßt sich auch die durch Fertigungstoleranzen der Ventilfeder bzw. durch Setzen und Altern der Ventilfeder oder durch Temperatureinflüsse notwendig werdende Nachstellung des Ansprechdruckes bei der Zusatzbelastung vollständig berücksichtigen, so daß nur eine einzige Steuerleitung für die Zusatzbelastung des Sicherheitsventils vorgesehen zu werden braucht. Das Sicherheitsventil öffnet nämlich bei einer Störung in dieser Steuerleitung dann noch innerhalb des zulässigen Druckanstieges. Mit der Erfindung lassen sich somit auch kleinere federbelastete Sicherheitsventile mit einer einfachen und wirksamen Zusatzbelastung ausrüsten, die den Preis des normalen Sicherheitsventils entspre- so chender Nennweite nur in angemessenem Rahmen erhöht.

Zweckmäßigerweise wird nach dem Merkmal des Anspruchs 2 das zwischen den Hubanschlägen der Einstellhülsen für den Zusatzbelastungskolben verbleibende. die Größe der Zusatzbelastung bestimmende Spiel durch einen die Einstellage der beiden Einstellhülsen zueinander fixierenden Distanzhalter konstant gehalten, so daß bei einer durch ein späteres Setzen der Ventilfeder oder dergleichen bedingten Neueinstellung des Ansprechdruckes durch den Kunden beispielsweise während der Inbetriebnahme der Anlage die im Herstellerwerk eingestellte Begrenzung der Zusatzbelastung zwangsweise mit verstellt wird und damit in ihrer Höhe gegenüber dem Ansprechdruck innerhalb der zulässigen Grenzen erhalten bleibt, ohne daß die Anlage bis auf den Wert der Zusatzbelastung im Druck hocheefahren zu werden braucht.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 7 zu erblicken.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung näher erläutert, die das Sicherheitsventil mit Zusatzbelastung im oberen Teil im Längsschnitt zeigt.

Das durch die Ventilfeder 1 beiastete Sicherheitsventil 2 besitzt am unteren Ende der Ventilspindel 3 einen nicht näher gezeigten Ventilverschlußköprer, der sich auf den Ventilsitz preßt und den Durchgang vom Eintrittsstutzen 4 zum Austrittsstutzen 5 des Ventils verschließt. Die Ventilfeder 1 ist in der Federhaube 6 untergebracht, in deren Kopf 7 die beiden konzentrisch ineinanderliegenden Einstellhülsen 8 und 9 eingeschraubt sind. Die den Ventilverschlußkörper in Ventüschheßrichtung belastende Ventilfeder 1 stützt sich im oberen Teil der Federhaube 6 an dem oberen verstellbaren Federteller 10 ab, der gleichzeitig als Zusatzbelastungskolben ausgebildet ist. Der obere Teil der Federhaube 6 bildet den Zusatzbelastungszylinder 11, so daß für die Zusatzbelastung kein besonderer Bauraum erforderlich ist An den Belastungszylinder schließt sich die Anschlußbohrung 12 für die Zu- und Abführung des Druckmediums an.

Die zum Einstellen des Anspruchdruckes dienende Einstellhülse S besitzt oben einen Stellbund 13 und unten einen Hubanschlag 14, der sich gegen die Oberseite des a!s Belastungskolben ausgebildeten oberen Ventilfedertellers 10 legt und den Federteller beim Drehen der Einstellhülse 8 in die gewünschte Stellung drückt. Die konzentrisch hierzu angeordnete zweite Einstellhülse 9 dient zur Einstellung der Zusatzbelastung und erstreckt sich bis unter den Belastungskolben 10, wobei der Ringvorsprung 15 einen sich von unten gegen den Belastungskolben 10 legenden unteren Hubanschlag 16 trägt, der die durch den Belastungszylinder 11 aufgebrachte zusätzliche Vorspannung der Ventilfeder 1 auf etwa 105% des Ansprechdruckes begrenzt. Die Verstellung der Einstellhülse 9 erfolgt über den Stellbund 17.

Das Spiel 18 des Belastungskolbens 10 zwischen dem oberen Hubanschlag 14 und dem unteren Hubanschlag 16 bestimmt die Größe der Zusatzbelastung. In der gezeichneten Stellung ist noch kein Druckmedium in den Belastungszylinder 11 eingeströmt, so daß der Belastungskolben 10 infolge des Druckes der Ventilfeder 1 gegen den Hubanschlag 14 der Einstellhülse 8 anliegt. Beim Einführen des Druckmediums in den Belastungszylinder 11 wird die Ventilfeder 1 zusätzlich vorgespannt und der Belastungskolben 10 wandert hierbei nach unten bis zum unteren Hubanschlag 16 der Einstellhülse 9.

Der Ansprechdruck ist über die Einstellhülse 8 und die Zusatzbelastung über die Einstellhülse 9 im Herstellerwerk eingestellt und zur Sicherung dieser Einstellung sind als Distanzhalter die verplombten Sperrhülsen 19 und 20 vorgesehen. Die Sperrhülse 19 der Einstellhülse 8 ist zwischen dem Stellbund 13 und der sich am Kopf 7 der Federhaube 6 abstützenden Kontermutter 21 eingesetzt, während sich die Sperrhülse 20 der Einstellhülse 9 zwischen dem Stellbund 17 und der sich auf der oberen Stirnfläche des Stellbundes 13 der EinsHlhülse 8 abstützenden Kontermutter 22 befindet. Soll der im Herstellerwerk ursprünglich eingestellte Ansprechdruck z. B. bei einem späteren Setzen der Feder neu eingestellt werden, so ist die Sperrhülse 19 zu entfernen und die Einstellgewindehülse 8 nach Lösen

der Kontermutter 21 entsprechend zu verdrehen, wodurch der obere Federteller 10 in eine neue Stellung nach unten verschoben wird. Bei dieser Neueinstellung wird auch die Einstellhülse 9 für die Zusatzbelastung durch Reibung mitgenommen, so daß sich das Spiel 18 zwischen den Hubanschlägen 14 und 16 nicht ändert und damit die im Herstellerwerk eingestellte Zusatzbelastung in ihrer Größe erhalten bleibt. Zur Sicherheit wird die Einstellhülse 9 für die Zusatzbelastung am Stellbund 17 bis zum sicheren Anschlag der Sperrhülse 20 bzw. der Kontermutter 22 an den Stellbund 13 der Einstellhülse 8 nachgezogen.

Die Federhaube 6 ist mit einem Auge 23 versehen, an das die Steuereinrichtung 24 für den Zusatzbelastungszylinder 11 angeflanscht ist. Die Steuereinrichtung 24 besitzt einen Druckfühler 25, dessen Druckentnahmeleitung 26 fest am Eintrittsstutzen 4 des Sicherheitsventils angeschlossen ist. Das Druckmedium wird der Steuereinrichtung 24 über die Druckmediumleitung 27 zugeführt. Die Einströmung des Druckmediums in den Belastungszylinder U und die Abströmung des Druckmediums erfolgt über das vom Druckfühler 25 betätigte Steuerventil 28 und über die Anschlußbohrung 12.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Federbelastetes Sicherheitsventil, insbesondere für mittlere und kleine Nennweiten, dessen Schließkraft durch einen unmittelbar auf die in der Federhaube sitzenden Ventilfeder einwirkenden, gleichzeitig den oberen Federteller bildenden Zusatzbelastungskolben verstärkt ist, dessen Zusatzkraft durch einen mechanischen Hubanschlag in der Größe begrenzt ist, und der in der Ventilschließstellung über eine Steuereinrichtung von einem Druckmedium beaufschlagt und kurz vor Erreichen des Ansprechdruckes druckentlastei wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Federhaubenraum (11) oberhalb des oberen Federtellers in an sich bekannter Weise den Druckraum für den Zusatzbelastungskolben (10) bildet, pnd im Kopf (7) der Federhaube (6) zwei konzentrisch ineinanderliegende, zueinander verstellbare und in ihrer Einstellage arretierbare Einstellhülsen (8, 9) gehalten sind, von denen die eine zur Einstellung der Ventilfeder (1) auf den Ansprechdruck dienende Einstellhülse (8)

in an sich bekannter Weise mit ihrer unteren Stirnfläche den oberen Hubanschlag (14) für den Zusatzbelastungskolben (10) bildet und die andere die Größe der Zusatzbelastung begrenzende und bis unter den Zusatzbelastungskolben (10) reichende Einstellhülse (9) einen von unten gegen den Kolben (10) gerichteten Hubanschlag (16) besitzt.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Hubanschlägen (14, 16) der Einstellhülsen (8, 9) für den Zusatzbelastungskolben (10) verbleibende, die Größe der Zusatzbelastung bestimmende Spiel (18) durch einen die Einstellage der beiden Einstellhülsen (8, 9) zueinander fixierenden Distanzhalter (20) konstant gehalten wird.

3. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einstellhülsen (8,9) als Gewindehü'sen ausgebildet sind.

4. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellage der Einstellhülse (8) für den Ansprechdruck gegenüber dem Kopf (7) der Federhaube (6) in an sich bekannter Weise durch einen zweiten Distanzhalter (19) fixiert ist.

5. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Einstellhülsen (8, 9) an ihrem Kopf einen Stellbund (13,17) tragen und zwischen dem Stellbund (13) der Einstellhülse (8) für den Ansprechdruck und dem Kopf (7) der Federhaube (6) sowie zwischen dem Stellbund (17) der Einstellhülse (9) für die Zusatzbelastung und dem Stellbund (13) der Einstellhülse (8) für den Ansprechdruck je eine den Abstand fixierende, verplombbare Sperrhülse (19, 20) als Distanzhalter vorgesehen ist.

6. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Sperrhülsen (19, 20) je eine Gewindemutter (21, 22) als Kontermutter für d;2 Einstellhülsen (8, 9) vorgesehen ist.

7. Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhaube (6) mit einem Auge (23) versehen ist, an das die Steuereinrichtung (24) für den Zusatzbelastungszylinder (11) angeflanscht ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein federbelastetes Sicherheitsventil, insbesondere für mittlere und kleine Nennweiten, dessen Schließkraft durch einen unmittelbar auf die in der Federhaube sitzenden Ventilfeder einwirkenden, gleichzeitig den oberen Federteller bildenden Zusatzbelastungskolben verstärkt ist, dessen Zusatzkraft durch einen mechanischen Hubanschlag in der Größe begrenzt ist, und der in der Ventilschließstellung über eine Steuereinrichtung von einem Druckmedium beaufschlagt und kurz vor Erreichen des Ansprechdruckes druckentlastet wird.

Es sind federbelastete Sicherheitsventile bekannt, bei denen oberhalb der Federhaube ein Pneumatikzylinder angeordnet ist, dessen Kolben fest mit dem Ende der Ventilspindel in Verbindung steht, so daß jede Bewegung des Kolbens in Ventilöffnungs- und Ventilschließrichtung über die Ventilspindel auf das Ventilverschlußstück übertragen wird und umgekehrt Für ein solches zusatzbeiastetes Sicherheitsventil müssen nach den sicherheitstechnischen Richtlinien zur Steuerung der Belastung mindestens drei getrennte Steuerstränge, d. h. drei impulsgeber und drei Steuerglieder mit je einer unabhängigen Druckentnahme-, Impuls- und Steuerleitung in Betrieb sein, damit das Ventil die Zusatzkraft auch dann noch sicher abwirft, wenn in dem einen oder anderen Steuerstrang eine Störung auftritt. Bei einem solchen Ventil ist die Größe der Zusatzbelastung von dem Druck des Steuermediums und der belasteten KolhenfLiche abhängig und nach oben nicht begrenzt. Abgesehen hiervon ist das Ventil durch den aufgesetzten Belastungszylinder und die drei voneinander unabhängigen Steuerstränge mit den Druckfühlern und den Membranventilen baulich aufwendig.

Aus der DE-AS 16 50613 ist außerdem ein Sicherheitsventil mit Zusatzbelastungszylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, dessen Zusatzbelastungskolben nicht direkt, sondern über die Ventilfeder auf die das Ventilverschlußstück tragende Ventilspindel einwirkt. Der Hub des Zusatzbelastungskolbens ist hierbei durch den unteren Zylinderanschlag so begrenzt, daß die Zusatzkraft nicht mehr als das l,2fache des Ansprechdruckes beträgt, so daß auch bei einer Störung im Bereich der die Zusatzkraft abschaltenden Mittel das Ventilverschlußstück vor dem Überschreiten der höchstzulässigen Belastung des Drucksystems öffnet. Auch bei diesem Sicherheitsventil müssen nach den sicherheitstechnischen Richtlinien noch mindestens zwei getrennte Druckfühler und Schaltventile vorhanden sein, so daß dieses Sicherheitsventil für mittlere und kleinere Nennweiten noch zu aufwendig und durch den oben auf das Sicherheitsventil aufgesetzten besonderen Zusatzbelastungszylinder auch zu sperrig ist. Auch kann die Größe der Zusatzbelastung infolge des festgelegten Hubes des Zusatzbelastungskolbens nicht verändert oder den Fertigungstoleranzen bzw. dem Setzen der Ventilfeder angepaßt werden.

Es ist auch aus der DE-PS 16 75 485 ein federbelastetes Sicherheitsventil bekannt, bei dem die Federhaube für die Ventilfeder als Druckraum für die Zusatzbelastung ausgebildet ist. Der Zusatzbelastungskolben sitzt hier unter der Ventilfeder und ist direkt kraftschlüssig mit dem Absperrkegel verbunden, so daß die Zusatzkraft vom Druck des Steuermediums bestimmt wird, der in der Regel nicht konstant bleibt. Infolge des schwankenden Mediumdruckes in der Federhaube läßt sich weder die Zusatzbelastung auf einen genauen Wert festhalten, noch kann diese Zusatzkraft exakt eingestellt