DE2948639C2

DE2948639C2 - Absperr- und Regelventil

Info

Publication number: DE2948639C2
Application number: DE19792948639
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Verzicht
Original assignee: Ch Zikesch 4230 Wesel De GmbH
Current assignee: Ch Zikesch 4230 Wesel De GmbH
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1981-12-03
Also published as: DE2948639A1

Description

a) zwischen dem ersten Absperr- und Regelkörper (8) mit zugehörigem Sitz (5) und dem zweiten Absperrkörper (11) mit zugehörigem Sitz (13) ist ein Ringraum (12) vorhanden, welcher über ein Entlastungsventil (26) mit der Atmosphäre verbindbar bzw. gegen die Atmosphäre absperrbar ist,

b) die Betätigungsvorrichtung des zweiten Absperrkörpers (11) weist einen unmittelbar an diesen angesetzten, im Gehäuse (1) verschiebbaren und im Öffnungssinne durch eine Feder (15) belasteten Ringkolben (14) auf, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des zweiten Absperrkörpers (11) ist;

c) der Ringkolben (14) ist über eine Ringfläche (16) im Schließsinne ständig durch einen in einem mit der Dampfzufuhrleitung (2) in Verbindung stehenden Druckraum (17) herrschenden Druck belastet;

d) der Ringkolben (14) ^;st über zwei Ringflächen (19a, i9b), deren Gesamtfl? -he gleich der im Schließsinne belasteten Ringfläche (16) des Ringkolbens (14) ist, im Öffnungssinne durch den Druck in zwei Druckräumen (20a, 20b) belastbar, von denen der eine Druckraum (20a,) außerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) und der andere Druckraum (2Ob) innerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) liegt;

e) der außerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) liegende äußere Druckraum (20a) steht über eine enge Drossel (21) ständig mit der Dampfzufuhrleitung (2) in Verbindung und ist über mindestens ein Entlastungsventil (22, 23) mit der Atmosphäre verbindbar bzw. gegen die Atmosphäre absperrbar;

Q der innerhalb des zweiten Absperrkörpers liegende innere Druckraum (20b) steht über eine enge Drossel (24) ständig mit dem durch die im Schließsinne belastete Ringfläche (16) begrenzten Druckraum (17) in Verbindung und ist über den Ringraum (12) zwischen den beiden Absperrkörpern (8, 11) mit der Atmosphäre verbindbar bzw. gegen die Atmosphäre absperrbar.

2. Absperr- und Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspindel (9) für den ersten Absperrkörper (8) und der Ringkolben (14) mit dem daran angesetzten Absperrkörper (11) voneinander getrennt gesondert am Gehäuse (1) geführt sind.

3. Absperr- und Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den außerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) liegenden äußeren Druckraum (2Qa) und an den innerhalb des zweiten Absperrkörpers (11) liegenden inneren Druckraum (20b) jeweils mehrere Entlastungsventile (21,22; 26) angeschlossen sind.

Die Erfindung betrifft ein Absperr- und Reg-!!ventil

ίο gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige nach dem Stande der Technik (DE-OS 19 16 876) bekannte Absperr- und Regelventile haben den Vorteil, daß die Absperrfunktion des zweiten, im Schnellschluß betätigbaren Absperrkörpers unabhängig von der Regelfunktion des ersten Absperrkörpers ist, so daß im Gefahrenfalle schneller und sicher abgeschaltet werden kann.

Sind im Leitungssystem eines Dampfkraftwerkes hinter einem solchen Abspen·- und Regelventil Reparaturarbeiten vorzunehmen, so reicht nach den einschlägigen Sicherheitsvorschriften eine Absperrung durch ein solches Absperr- und Regelventil allein nicht aus. Die Sicherheitsvorschriften verlangen nämlich einen zwischen zwei Absperrungen liegenden druckentlasleten Raum, damit auch bei Undichtigkeiten an einer der Absperrungen mit Sicherheit kein Dampf in das nachgeschaltete Leitungssystem gelangen kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das Absperrund Regelventil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß es als Sicherheitsabsperrung vor zu reparierenden Stellen des Leitungssystems geeignet ist Dabei soll den einschlägigen Sicherheitsvorschriften Rechnung getragen werden und darüber hinaus eine weitestgehende Sicherheit gegen Fehlbetätigungen gewährleistet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Absperr- und Regelventil gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Maßnahmen vor.

Das Absperr- und Regelventil gemäß der Erfindung trägt einerseits den obenerwähnten Sicherheitsvorschriften Rechnung, indem es zwischen beiden Absperrungen einen druckentlasteten Raum, nämlich den mit der Atmosphäre verbindbaren Druckraum innerhalb des zweiten Absperrkörpers und den damit verbundenen Ringraum zwischen beiden Absperrkörpern vorsieht. Darüber hinaus ist in besonders vorteilhafter Weise die eigenmediumgesteuerte Betätigungseinrichtung des zweiten Absperrkörpers so ausgebildet, daß dieser Absperrkörper nur in die Öffnungsstellung gebracht werden kann, wenn in dem druckentlasteten Druckraum ein Druck aufgebaut wird. Solange dieser Druckraum druckentlastet ist, ist eine Fehlbetätigung des zweiten Absperrkörpers ausgeschlossen. Das Absperr- und Regelventil gemäß der Erfindung kann überhaupt nur geöffnet werden, wenn alle daran vorgesehenen Entlastungsventile geschlossen sind. Nur dann kann sich beiderseits des den zweiten Absperrkörper betätigenden Ringkolbens ein Gleichgewicht der Druckkräfte aufbauen, so daß der zweite Absperrkörper von der Feder in die Öffnungsstellung verschoben werden kann. Durch die Einbeziehung des zwischen den beiden Absperrstellen angeordneten druckentlasteten Raumes in die Betätigung des zweiten Absperrkörpers wird in besonders vorteilhafter Weise eine zusätzliche Sicherung gegen Fehlbetätigungen erzielt
Einige der im Patentanspruch 1 aufgeführten

Maßnahmen sind nach dem Stande der Technik bekannt So ist es aus der DE-AS 12 63 432 bekannt, den Betätigungskolben des Absperr- und Regelventilkörpers eines Absperr- und Regelventiles für eine Gasturbinenanlage im Schließsinne durch den Druck in s einem ständig mit Druckmittel beaufschlagten Druckraum und im Öffnungssinne durch den Druck in einem weiteren Druckraum zu belasten, der mit dem anderen Druckraum über eine Drossel in Verbindung steht und über ein Entlastungsventil mit der Atmosphäre verbindbar ist.

Aus der US-PS 28 29 670 ist es an einem Ventil für eine Zementpumpe bekannt, den Betätigungskolben für einen Absperrkörper im Öffnungssinne durch eine Feder zu belasten.

Aus der DE-OS 22 20 589 ist es grundsätzlich bekannt, in einem Absperrventil zwischen zwei Absperrungen aus Sicherheitsgründen einen druckentlasteten, mit der Atmosphäre verbundenen Raum vorzusehen.

Aus der US-PS 31 42 317 ist es im Zusammenhang mit einem Ventil zur Steuerung sehr heißer Raketentreibgase bekannt, zwischen zwei konzentrisch angeordneten Absperrkörpem einen Ringraum zu belassen, üer dort allerdings nicht entlüftbar ist

Schließlich ist aus der DE-AS 22 18 653 ein eigenmediumgesteuertes Absperrventil bekannt, dessen Absperrkörper von einem Kolben betätigt wird, der im Schließsinne durch eine Feder und das über eine Drossel in einen Druckraum zufließende abzusperrende Medium belastet ist und im Öffnungssinne unmittelbar sowie im geöffneten Zustand über gleichgroße Flächen durch das abzusperrende Medium beaufschlagt ist. Zum öffnen des Ventiles wird der über die Drossel beaufschlagte Druckraum über ein Entlastungsventil entlastet

Die oben dargelegten Vorteile der Erfindung ergeben sich im wesentlichen aus einer neuartigen funktionellen Verschmelzung von im Prinzip bekannten konstruktiven Merkmalen.

Um zu verhindern, daß sich die beiden Absperrkörper beim Verschieben gegeneinander festklemmen oder festfressen und auf diese Weise zugleich funktionsunfähig werden, sind die Merkmaie des Anspruches 2 vorgesehen.

Die Merkmale des Anspruches 3 schaffen eine mehrfache Sicherheit gegen Fehlbetätigungen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur das Absperr- und Regelventil gemäß der Erfindung im Längsschnitt dargestellt ist.

In der Zeichnung ist das Gehäuse des Ventils in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Seitlich an das Ventilgehäuse angeschlossen ist eine Dampfzufuhrleitung 2, in deren Eintrittsbereich in das Gehäuse 1 ein Schutzfilter 3 angeordnet ist, durch welchen etwaige Verunreinigungen des Dampfes zurückgehalten werden. Am unteren Ende weist das Gehäuse 1 eine Öffnung 4 auf, deren Umfangswand einen ringförmigen Sitz 5 bildet. An die öffnung des Sitzes 5 schließt sich ein trichterförmiger Dampfauslaß 6 an, in welchem ein Schalldämpfer 7 angeordnet ist.

Die öffnung 4 des Gehäuses I ist mittels eines kegelförmigen Absperrkörpers 8 verschließbar, der mittels einer axial im Gehäuse angeordneten Spindel 9 gegen den ringförmigen Sitz 5 anpreßbar ist. Durch die Veränderung der Hublaije mittels eines entsprechend angetriebenen Regelantriebs 10 vermag der kegelförmige Absperrkörper 8 den Dampfdurchtritt durch die Öffnung 4 zu regeln.

Um die Spindel 9 und deren oberen Abschnitt de=, Absperrkörpers 8 herum ist ein zweiter ringförmiger Absperrkörper ti angeordnet, derart, daß zwischen dem ersten Absperrkörper 8 und dem zweiten Absperrkörper 11 ein Ringraum 12 verbleibt Der ringförmige Absperrkörper 11 ist mit seinem unteren Ende gegen einen dem Gehäuse 1 zugeordneten zweiten Sitz 13 anpreßbar, der den ersten Sitz 5 mit Abstand umgibt

Der Antrieb des zweiten Absperrkörpers 11 erfolgt durch einen Ringkolben 14, der axial verschiebbar im Gehäuse 1 geführt ist und im Öffnungssinne durch eine Feder 15 belastet ist Die nach oben weisende Ringfläche 16 des Ringkolbens 14 ist einem Druckraum 17 zugewandt welcher über eine Leitung 18 ständig mit der Dampfzufuhrleitung 2 in Verbindung steht Auf diese Weise ist der Ringkolben 14 ständig im Schließsinne belastet Die nach unten weisende Ringfläche des Ringkolbens 14 ist u^.rch den an den Ringkolben 14 angesetzten Absperrkörp-cr 11 in zwei Ringflächen 19a und 19b unterteilt. Die äußere Ringfläche 19a ist außerhalb des zweiten Absperrkörpers 11 angeordnet, während die innere Ringfläche 196 innerha!fe des zweiten Absperrkörpers 11 angeordnet ist Die Summe der Ringflächen 19a und 196 entspricht der nach oben weisenden Ringfläche 16. Der unterhalb der äußeren Ringfläche 19a außerhalb des zweiten Absperrkörpers 11 liegende Druckrauni 20a steht über eine enge Drossel 21 mit der Dampfzufuhrleitung 2 in Verbindung. Außerdem sind an den äußeren Druckraum 19a zwei zur Atmosphäre führende Entlastungsventile 22 und 23 angeschlossen. Der unterhalb der inneren Ringfläche 190 innerhalb des zweiten Absperrkörpers 11 liegende innere Druckraum 206 steht über eine enge Drossel 24 im Ringkolben 14 mit dem Druckraum 17 in Verbindung. Außerdem ist der innere Druckraum 206 über den Ringraum 12 und eine Entlüftungsleitung 25 an mindestens ein Entlastungsventil 26 angeschlossen. Anstelle des einen Entlastungsventil 26 können gegebenenfalls auch mehrere solche Entlastungsventile an den inneren Druckraum 206 angeschlossen sein.

In der Bereitschaftsstellung sind die Entlast'.ingsventi-Ie 22, 23 und 26 geschlossen, so daß sich in den Druckräumen 17, 20a und 206 ein Druck aufbaut, der dem Druck in der Dampfzufuhrleitung 2 entspricht. Die hierdurch auf die Ringfläche 17 einerseits und die Ringflächen 19a und 196 andererseits ausgeübten Druckkräfte kompensieren einander, so daß der Ringkolben 14 mit dem daran angesetzten zweiten Absperrkörper 11 von der Feder 15 in die Öffnungsstellung gehoben wird und in dieser Stellung festgehalten w'rd. Dor erste Absperrkörper 8 kann mittels des Regelantriebes 10 in die jeweils gewünschte Regelstellung eingestellt weiden.

Zum Schließen des Ventiles wird zunächst der erste Absperrkörper 8 in die Schließstellung verbracht. Dann werden die Entlastungsventil 22 und 23 geöffnet, so daß der äußere Druckraum 20a entlastet wird und die nunmehr überwiegenden, auf die Ringfläche 16 einwirkenden Druckkräfte den Ringkolben 14 mit den. daran angesetzten Absperrkörper 11 unter Kompression der Feder 15 in die Schließstellung herabdrücken. Gegebenenfalls kann auch in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen werden. Das heißt, es können zunächst die Entlastungsventile 22 und 23 geöffnet werden, um den äußeren Absperrkörper im Schnellschluß in die

Schließstellung zu verbringen, und dann der erste Absperrkörper 8 in die Schließstellung verbracht werden.

Um bei Arbeiten am Rohrleitungssystem hinter der Absperrung den Sicherheitsvorschriften zu genügen und um außerdem eine ungewollte Fehlbetätigung des Ringkolbens 14 zu verhindern, wird zusätzlich das Entlastungsventil 26 geöffnet, so daß auch der innere Druckraum 206 druckentlastet ist. Hierdurch wird einerseits der Durchtritt von Dampf durch das Absperrventil mit absoluter Sicherheit vermieden. Solange das Entlastungsventil 26 geöffnet ist. kann der zweite Absperrkörper 11 nicht in die Offenstellung verfahren werden, selbst dann nicht, wenn versehentlich die F.ntlastiingsventile 22 und 23 geschlossen werden.

Zum öffnen des Ventiles werden alle Entlastungsventile 22, 23 und 26 geschlossen, so daß sich über die Drosseln 21 und 24 in den Druckräumen 20a und 20b wieder der volle Dampfdruck aufbauen kann. Erst dann kann die Feder 15 den Ringkolben 14 mit dem daran angesetzten Absperrkörper 11 wieder in die Offenslellung angehoben werden.

Anstelle der Drosseln 21 und 24 können auch entsprechende Drosselstellen im Bereich der Dichtungen zwischen den verschiebbaren Teilen verwendet werden, beispielsweise indem als Dichtungselemente

ίο geteilte Kolbenringe verwendet werden, deren Spalte zugleich als Drosselstellen dienen.

Der erste Absperrkörper 8 einerseits und der /weite Absperrkörper 11 mit daran angesetztem Ringkolben 14 andererseits sind in voneinander getrennten Führungen 27 und 28 geführt, so daß sie sich nicht gegeneinander verklemmen können oder aneinander festfressen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

it."
x'A

Patentansprüche:

1, Absperr- und Regelventil, insbesondere für Dampfkraftanlagen, in dessen Gehäuse ein erster, mittels einer Betätigungsspindel axial gegen einen ringförmigen Schließsitz anpreßbarer Absperr- und Regelkörper angeordnet ist, welcher von einem zweiten, ringförmig ausgebildeten und mittels einer gesonderten Betätigungseinrichtung im Schnellschluß betätigbaren Absperrkörper umgeben ist, gekennzeichnet durch die nachfolgend aufgeführten Merkmale: