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Ventil
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Die Erfindung betrifft ein Ventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Vor allem bei Sicherheitsventilen für Luft, Gase, Zündgase und dergl.,
beispielsweise in Kraftwerken, treten immer wieder folgende Probleme auf. Für die
häufig angewendete Ventilbauweise mit Faltenbalgabdichtungen fordern die sicherheitstechnischen
Vorschriften, daß die Faltenbalgabdichtungen für bis zu 200 000 Hübe ausgelegt sind.
Daraus folgt eine aufwendige, vor allem derart lange Bauweise für Faltenbalg und
Aufbauten, daß ein solches Ventil nicht in Kompaktbauweise erstellt werden kann.
Ferner besteht bei Undichtwerden der besonders wichtigen und beanspruchten Dichtungen
durch Austreten von Luft-Gas-Gemischen erhöhte Explosionsgefahr.
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Es sind zwar ohne Faltenbalg arbeitende Ventile in Kompaktbauform
bekannt, die durch- ein Fremdmedium gesteuert werden, wobei aber die erhöhte Explosionsgefahr
bei Austreten Von Gemisch aus Steuermedium und Gas ins Freie nach wie vor vorhanden
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs
angegebenen Art so auszubilden, daß bei Kompaktbauweise kein Leitungsmedium ins
Freie austreten kann, selbst wenn die zuvor enJähnten Dichtungen undicht werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen
des Anspruchs 1 gelöst. Durch die -Steuerleitung zwischen Steuerkammer und Ablaufseite
des Ventils kann auch
bei Versagen der stark beanspruchten Dichtung
zwischen Ventilgehäuse und Führung des Ventilschlußstückes kein gefährliches Gas-Luft-Gemisch
ins Freie entweichen, sondern allenfalls Luft in das geschlossene Gas system gelangen,
in dem sie ungefährlich ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist im Anspruch 2 angegeben, bei
dem zur Steuerung des Ventilverschlußstückes Eigenmedium verwendet wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den folgenden Ansprüchen
wiedergegeben.
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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nach- -folgend
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine erste Ausführungsform eines Ventils; und Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt
durch eine zweite Ausführungsform.
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Die Fig. 1 zeigt ein Ventilgehäuse 1, in welchem eine zylindrische
Steuerkammer 2 ausgebildet ist, die durch einen Deckel 3 mittels nicht dargestellter
Schrauben dicht verschlossen ist. In der Steuerkammer 2 ist eine zylindrische Führung
4 verschiebbar, an deren vorderem Ende ein Ventilverschlußstück 5 befestigt ist,
das in der dargestellten Schließstellung des Ventils an einem am Ventilgehäuse 1
ausgebildeten Ventilsitz 6 anliegt. Die Stuerkammer 2 ist mit der Ablaufseite des
Ventils über eine durch den Deckel 3 und das Ventilgehäuse 1 geführte Steuerleitung
7 verbunden, in der ein 2/2-Wegeventil 8 angeordnet ist, mittels dem-diese Steuerleitung
7 abgesperrt und freigegeben werden kann.
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Durch das Ventilverschlußstück 5 führt eine Drosselbohrung 9, durch
welche sich der auf der Zulaufseite des Ventils anliegende Druck in der Steuerkammer
2 aufbauen kann. Die Führung 4 mit Ventilverschlußstück 5 ist so ausgelegt, daß
die vom Druck in der Steuerkammer 2 beaufschlagte Fläche größer als die vom Leitungsdruck
beaufschlagte, gegenüberliegende Fläche am Ventilverschlußstück 5 ist.Der Durchmesser
der zylindrischen Führung 4 ist somit größer als der Durchmesser des Ventilsitzes
6.
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Zwischen Führung 4 und der innerhalb des Ventilgehäuses 1 ausgebildeten
Steuerkammer 2 ist ein Dichtungsring 10 vorgesehen Das Ventilverschlußstück 5 wird
in Richtung der Schließstellung durch eine Druckfeder 11 beaufschlagt. Die Durchflußrichtung
des Ventils ist durch Pfeile wiedergegeben.
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Die Arbeitsweise des Ventils ist folgende. In der dargestellten Schließstellung
liegt der Leitungsdruck am Ventilverschlußstück 5 und über die Drosselbohrung 9
in der Steuerkammer 2 an. Die Steuerleitung 7 ist durch das 2/2-Wegeventil 8 abgesperrt.
Auf der Ablaufseite des Ventils herrscht ein geringerer Druck als auf der Zulaufseite.
Durch den gegenüber dem Durchmesser des Ventilsitzes 6 größeren Durchmesser der
Führung 4 wird das Ventil sicher geschlossen gehalten, solange der Leitungsdruck
in der Steuerkammer 2 aufrechterhalten wird, wobei die auf das Ventilverschlußstück
5 wirkenden Kräfte bis zu einem gewünschten Maße ausgeglichen sind. Zum Öffnen des
Ventils wird durch das 2/2-Wegeventil 8 die Steuerleitung 7 freigegeben, wodurch
der Druck in der Steuerkammer 2 abgebaut wird, so daß der anliegende Leitungsdruck
das Ventilverschlußstück 5 vom Ventilsitz 6 abheben kann.
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Die Mündung der Steuerleitung 7 auf der Ablaufseite des Ventils kann
so ausgebildet werden, daß bei Freigabe der
Steuerleitung 7 eine
Sogwirkung gegenüber der zu entlastenden Steuerkammer 2 entsteht, wie dies durch
das abgeschrägte Nündungsende 12 eines in das Ventilgehäuse 1 eingesetzten Rohres
13 wiedergegeben ist, das einen Abschnitt der Steuerleitung 7 bildet. Auch kann
die Steuerleitung 7 an einer Stelle auf der Ablaufseite des Ventils münden, an der
ein geringerer Druck als im übrigen Durchflußbereich herrscht, so daß das Ventilverschlußstück
5 in der Öffnungsstellung gehalten wird, solange die Steuerleitung 7 offen ist.
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Zum Schließen des Ventils wird die Steuerleitung 7 abgesperrt, worauf
die Druckfeder 11 zusammen mit dem sich in der Steuerkammer 2 aufbauenden Leitungsdruck
das Ventilverschlußstück 5 wieder in Schließstellung bringt.
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Die Drosselbohrung 9 kann so ausgelegt werden, daß eine gewünschte
Schließgeschwindigkeit erreicht wird. Ebenso kann die Druckfeder 11 so ausgelegt
werden, daß- das Schließen des Ventils auch bei geöffnetem 2/2-Wegeventil 8 erfolgt,
wenn der Lfitungsdruck unter einen bestimmten Wert absinkt.
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Bei der beschriebenen Bauweise wird das Ventil durch Eigenmedium bzw.
durch den am Ventil anliegenden Leitungsdruck gesteuert. Es ist auch möglich, das
Ventil durch Fremdmedium, beispielsweise mittels Druckluft, zu steuern. Bei dieser
Bauweise entfällt die Drosselbohrung 9 im Ventilverschlußstück 5, und es ist stattdessen
ein in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeuteter Steueranschluß 14 vorgesehen,
der mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle in Verbindung steht und durch
den das Fremdmedium in die Steuerkammer 2 eingeleitet werden kann. Bei Undichtwerden
der stark beanspruchten Dichtung 10 kann zwar Leitungsmedium in die Steuerkammer
2 gelangen, jedoch erfolgt die Entlüftung der Steuerkammer 2 auf der Ablaufseite
des Ventils, so daß keine Explosionsgefahr
durch ins Freie austretendes
Gemisch aus Leitungs- und Steuermedium entstehen kann.
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Die Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Venteils,
wobei für gleiche und entsprechende Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig.
1 verwendet sind. Da bei dieser Bauweise der Leitungsdruck an der Führung 4 anliegt
und unterhalb des Ventilsitzes 6 ein geringerer Druck herrscht, ist die Drosselbohrung
9 nahe dem Ventilverschlußstück seitlich durch die Führung 4 geführt. Im übrigen
ist die Ausgestaltung des Ventils nach Fig. 2 die gleiche wie die des Ventils nach
Fig. 1, wie auch die Arbeitsweise die gleiche ist.
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Ventilverschlußstück 5 und Führung 4 können einstückig ausgebildet
sein. Damit ein einfaches Anpassen der Form des Ventilverschlußstückes 5 an den
jeweiligen Verwendungszweck des Ventils durch Auswechseln nur eines Teils möglich
ist, sind Ventilverschlußstück 5 und Führung 4 aus zwei einzelnen Teilen ausgebildet,
die über einen geteilten Ring 15 miteinander verbunden sind. Der geteilte Ring 15
greift in eine auf dem Innenumfang der rohrförmig ausgebildeten Führung 4 ein und
ist mit dem Ventilverschlußstück 5 verschraubt. Zwischen dem geteilten Ring 15 und
dem Ventilverschlußstück 5 ist ein geringes Spiel vorhanden, so daß zwischen dem
mit einer Schulter versehenen Ende der Führung 4 und einer entsprechenden Schulter
am Ventilverschlußstück 5 ein Dichtungsring 16 eingeklemmt werden kann, der am Ventilsitz
6 anliegt. Bei der Bauweise nach Fig. 2 verläuft die Drosselbohrung 9 durch den
geteilten Ring 15, den Spalt zwischen Ring 15 und Ventilverschlußstück 5 und eine
radiale Bohrung in der Führung 4.
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Das Ventilverschlußstück 5 kann je nach Bauart und Einsatzgebiet des
Ventils eine unterschiedliche Ausgestaltung haben, beispielsweise als Ventilkegel,
Ventilteller und dergl.Durch
die beschriebene Bauweise kann das
VentilversChlußstück 5 einfach ausgewechselt und beispielsweise durch einen Regelkegel
beliebiger Charakteristik ersetzt werden.
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Durch die beschriebene Bauweise wird mit einfachen Mitteln ein Entweichen
des verbrauchten Betätigungsmediums ins Freie verhindert und damit eine Explosionsgefahr
vermieden. Durch den beschriebenen Aufbau ist eine sehr kompakte und damit preisgünstige
Bauweise möglich. Durch einfaches Auswechseln des Ventilverschlußstückes 5 ist das
Ventil sehr anpassungsfähig und in Verbindung mit den durch entsprechende Dimensionierung
der Differenzfläche von Ventilsitz 6 und Führung 4 geringen, am Ventilverschlußstück
angreifenden Kräften kann es über eine lange Betriebszeit störungsfrei arbeiten.
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