DE3328857C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein gesteuertes Sicherheitsventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs.

In Installationsanlagen eingesetzte Sicherheitsventile sind im allgemeinen gesteuert, wodurch ihre Zuverlässigkeit erhöht wird. Die Steuerung erfolgt hierbei über ein in einem zu schützenden Hohlraum befindliches Medium.

Ein im folgenden näher anhand der Fig. 1 und 2 be­ schriebenes bekanntes derartiges Sicherheitsventil hat ein Schließstück, das am Ende einer Kolbenstange befestigt ist, die ihrerseits gleitend in einer Bohrung des Ventilge­ häuses geführt ist. Am anderen Ende der Kolbenstange ist ein Steuerkolben befestigt, der in eine Steuerkammer ein­ mündet, die von dem betreffenden Medium gespeist wird. Hiermit ist aber insbesondere der Nachteil verbunden, daß die Herstellung des bekannten Sicherheitsventils auf­ wendig ist, insbesondere bedingt durch den erwähnten Kolben mit seiner Kolbenstange. Dieses bekannte Sicher­ heitsventil arbeitet zufriedenstellend nur bis zu be­ stimmten Grenztemperaturen des zu überwachenden Mediums. Es hat außerdem Dichtungen an den aufeinander gleitenden Teilen, die den Reibungswiderstand des Schließstücks bei dessen Betätigung erhöhen. Die Dichtungen stehen in der Schließstellung des Ventils unter Druck, was sie belastet. Außerdem muß dort der Raum unterhalb des Kolbens in Ver­ bindung mit der Atmosphäre stehen. Schließlich benötigt das bekannte Sicherheitsventil verhältnismäßig viel Platz, insbesondere bedingt durch das Kopfstück des Ventils.

Es gibt auch gesteuerte Ventile mit innen liegendem Kolben, die zwar kompakter als das vorstehend beschriebene Sicher­ heitsventil mit außen liegendem Kolben sind, ansonsten aber im wesentlichen dieselben Nachteile haben. Darüber hinaus können sie bei hohen Temperaturen nicht eingesetzt werden.

Die US-PS 37 02 142 beschreibt ein Ventil mit einem Trag­ stück, das ein Schließstück trägt, wobei das Tragstück von einem Balg umschlossen ist. Dessen Funktion wird dort aber nicht näher erläutert. Er dient insbesondere nicht zur Abtrennung einer Steuerkammer von einem zu über­ wachenden Medium.

Zum Stand der Technik wird auch noch hingewiesen auf die US-PS 29 89 072, die ein gesteuertes Ventil mit einem Stufenkolben zeigt, der von einer Feder in seine Schließ­ stellung vorgespannt wird.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelost werden, ein Sicherheitsventil zu schaffen, welches zuverlässig ab­ dichtet und daß das das Schließstück tragende Tragstück auch nach längerer Nichtbetätigung leichtgängig und sicher in die offene Stellung bewegbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

Das Tragstück des Ventils wird somit zweifach geführt, wobei die Führungen keine Abdichtfunktionen übernehmen müssen. Diese wird vielmehr vom Balg übernommen. Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil ist sehr kompakt, ins­ besondere weil das übliche Kolbenaggregat fehlt. Dichtungen, die Reibungskräfte ausüben würden fehlen, so daß eine sehr große Ansprechsensibilität gegeben ist. Insbesondere durch das Fehlen einer in der Schließstellung unter Druck stehenden Dichtung wird die Zuverlässigkeit des Ventils außerordentlich erhöht und es fehlen auch die bei her­ kömmlichen Ventilen üblichen thermischen Begrenzungen. Beim erfindungsgemäßen Ventil ergibt sich eine Temperatur- Obergrenze im wesentlichen aus dem Material des Balgs, so daß sich Arbeitstemperaturen über 600°C ohne weiteres ermöglichen lassen. Der Balg befindet sich auch nicht im Medienstrom und unterliegt keinen Wärmestößen. Er wird mechanisch nur gering beansprucht und kann somit auch bei sehr harten Arbeitsbedingungen, sowohl bezüglich der Tem­ peratur wie auch bezüglich des Drucks, sicher arbeiten.

Zwischen dem Tragstück und der Innenwand des Gehäuses können Führungssegmente vorgesehen sein, die der Führung des Tragstücks am Gehäuse dienen, aber keinerlei Dichtungs­ funktionen haben, so daß die Funktion des Ventils auch dann sichergestellt ist, wenn keine Führungssegmente vor­ gesehen sind oder die Führungssegmente einmal zerstört sein sollten.

Es ist fernerhin hervorzuheben, daß eine eventuelle Zer­ störung des Balges zur Öffnung des Ventils führt, die Sicherheit des Ventils also nicht beeinträchtigt.

Im folgenden wird zunächst der eingangs diskutierte Stand der Technik anhand der Fig. 1 und 2 erläutert und an­ schließend anhand der Fig. 3 und 4 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen, gesteuerten Sicher­ heitsventils. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Gesamtinstallation, bei der ein bekanntes Sicherheitsventil vorgesehen ist;

Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab eine geschnittene Teilansicht dieser Installation, aus der insbesondere die Konstruktion des Sicherheitsventils er­ sichtlich ist;

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Sicherheitsventil im Schnitt in der Schließstellung und

Fig. 4 das erfindungsgemäße Sicherheitsventil in seiner Offenstellung.

In Fig. 1 und 2 ist ein zu schützender Hohlraum 2 mit einem Sicherheitsventil 3 ausgerüstet, das durch eine Steuereinrichtung 4 betätigt wird, die von einem unter Druck stehenden, im Hohlraum 2 befindlichen Medium gespeist wird.

Das Ventil 3 hat ein Gehäuse 5, das auf einen Stutzen des den Hohlraum 2 umschließenden Behälters aufgeflanscht ist. Das Ventil hat ferner einen Durchlaß 6, dessen oberes Ende einen Sitz 7 für ein Schließstück 8 ausbildet. Das Gehäuse 5 ist fernerhin mit einer Öffnung 9 versehen, die es erlaubt, daß Innere des Hohlraums in der Offenstellung des Schließstücks 8 mit der Atmosphäre in Verbindung zu setzen.

Das Schließstück 8 ist an einem Ende einer Kolbenstange 10 angeordnet, die gleitend in einer Bohrung des Gehauses geführt ist. Am anderen Ende der Kolbenstange ist ein Steuerkolben 12 befestigt, der in einem Zylinder 13 ange­ ordnet ist, der von der Steuereinrichtung 4 mit dem Medium gespeist wird.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße, gesteuerte Sicher­ heitsventil nach Fig. 3 und 4 erläutert. Das Ventil weist ein Gehäuse 22 auf, das auf einem zu schützenden Hohlraum (nicht dargestellt) befestigt ist. In dem Gehäuse 22 ist ein Durchlaß 23 für das im Hohlraum enthaltene Medium vor­ gesehen, dessen oberes Ende einen Sitz 24 für ein Schließ­ stück 25 des Ventils beinhaltet. Die Öffnung des Schließ­ stücks 25 erlaubt die Verbindung des Durchlasses 23 mit einem Durchlaß 26 zur Atmosphäre.

Das Schließstück 25 wird von einem Tragstück 27 getragen, das einen Abschnitt 28 großen Querschnitts aufweist, der durch einen Abschnitt 29 kleineren Querschnitts verlängert ist, wobei der Abschnitt 28 großen Querschnitts auf der Seite des Sitzes 24 für das Schließstück 25 liegt.

Das Gehäuse weist einen Abschnitt 30 auf, in dem sich eine Bohrung befindet, die im Querschnitt demjenigen des Ab­ schnitts 28 großen Querschnitts des Tragstücks 27 ent­ spricht, wobei in das Innere dieses Abschnittes 30 ein rohrförmiges Teil 32 vorsteht, das konzentrisch im Inneren der genannten Bohrung liegt. Dieses rohrförmige Teil 32 dient der Führung des Abschnittes 29 kleineren Querschnitts des Tragstücks 27 und begrenzt gleichzeitig eine Steuer­ kammer 33, in die einerseits ein Anschlußstück 34 mündet, an das eine zu einer Steuereinrichtung führende Leitung anzuschließen ist, sowie andererseits eine Ausblasöffnung 35.

Es sind ferner kolbenringartige Führungssegmente 36, 37 zwischen den Abschnitten 28 und 29 des Tragstücks 27 und den angrenzenden Wandungen des Gehäuses vorgesehen, in denen sie gleiten.

Zumindest das Führungssegment 37 ist mit Graphit versehen, um die Gefahr des Festfressens zu vermeiden, die recht groß sein kann, wenn das Ventil dazu benutzt wird, im Notfall eine Flüssigkeit abzulassen.

Ein metallischer Balg 38 ist in dem Ringraum angeordnet, der einerseits von der Bohrung im Abschnitt 30 des Gehäuses zur Führung des größeren Abschnitts 28 und dem ringförmigen Teil 32 zur Führung des Abschnitts 29 ge­ bildet ist. Dieser Balg 38 ist mit seinem einen Ende in der Übergangszone zwischen den Abschnitten 28 und 29 des Tragstücks 27 dicht befestigt und mit seinem anderen Ende im Grund des genannten Ringraums ebenfalls mediendicht befestigt.

Eine Feder 39 begünstigt das Halten des Schließstücks 25 in der Schließstellung des Ventils bei geringen Steuer­ drücken und ermöglicht eine Erhöhung des Steuerdruckes, bevor dieser im Sinne der Schließung des Schließstücks wirkt.

Bei normalen Betriebsbedingungen ist die Kraft infolge des Mediumdruckes im Innern der Steuerkammer 33 größer als die Gegenkraft, die aus dem Druck resultiert, den das in dem Hohlraum befindliche Medium auf das Schließstück 25 ausübt, so daß das Schließstück auf seinen Sitz 24 ge­ drückt ist.

Wenn der Druck im zu schützenden Hohlraum 23 einen vor­ bestimmten Wert überschreitet, wird die Kammer 33 über die Ausblasöffnung 35 in Verbindung mit der Atmosphäre gesetzt, so daß der auf das Schließstück 25 ausgeübte Druck des Mediums im zu schützenden Hohlraum 23 unter Zusammen­ drückung des Balges 38 die Öffnung des Schließstücks be­ wirkt.

Claims (1)

1. Gesteuertes Sicherheitsventil mit einem Schließstück, das zum Verschließen eines zu schützenden Hohlraums auf einen Sitz gedrückt ist, wobei das Schließstück an einem Trag­ stück angebracht ist und dieses Tragstück von einer Steuerkammer betätigbar ist, die ihrerseits von einer Steuereinrichtung durch ein Druckmedium gespeist ist, und das Tragstück eine bewegliche Wand der Steuerkammer bildet und der mediumdichten Befestigung eines Endes eines metallischen Balges dient, dessen anderes Ende ebenfalls mediumdicht am Gehäuse des Ventils befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragstück (27) des Schließstücks (25) zwei auf­ einander folgende Abschnitte unterschiedlichen Querschnitts aufweist, und zwar einen Abschnitt mit größerem Quer­ schnitt (28), der das Schließstück (25) trägt, sowie einen Abschnitt mit kleinerem Querschnitt (29), dessen Stirn­ seite die bewegliche Wand der Steuerkammer (33) bildet, und das Ventilgehäuse eine Bohrung zur Führung des Ab­ schnittes mit dem größeren Querschnitt (28) aufweist und in dieser Bohrung von der Steuerkammer (33) her ein rohr­ förmiges Teil (32) koachsial angeordnet ist, welches zur Führung des Abschnittes mit dem kleineren Querschnitt (29) dient, und der Balg (38) an der Übergangszone zwischen den beiden Abschnitten (28, 29) des Tragstücks (27) befestigt ist und die Steuerkammer (33) begrenzt und in dem Ring­ raum angeordnet ist, welcher von der Bohrung im Ventil­ gehäuse und von dem in dieser Bohrung koachsial angeord­ neten, rohrförmigen Teil gebildet ist.