DE3616766A1 - Wechselventil fuer 2 sicherheitsventile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wechselventil für 2 Sicherheitsventile gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Sicherheitsventile müssen in bestimmten Zeitabständen auf ihre Funktion überprüft und gegen neue ausgewechselt werden. Es ist nicht zulässig, vor ein Sicherheitsventil ein von Hand zu betätigendes Absperrventil zu setzen, um für die Zeit des Auswechselns den Sicherheitsventilanschluß absperren zu können. Diese Absperreinrichtung könnte anschließend vergessen werden zu öffnen oder auch von unbefugter Hand einfach abgesperrt werden, womit dann die sichernde Funktion eines Sicherheitsventiles nicht mehr gegeben wäre. Um zu gewährleisten, daß ein eingeschraubtes Sicherheitsventil auch mit der abzusichernden Druckseite in Verbindung steht, andererseits aber ein Wechseln des Sicherheitsventiles unter Druck möglich ist, werden Wechselventile eingesetzt, eine Absperreinrichtung mit zwei Sicherheitsventilen, wovon jeweils nur eines, nämlich das zu ersetzende, abgesperrt und herausgeschraubt werden kann, während das zweite Sicherheitsventil voll mit der Druckseite in Verbindung bleibt. Eine Mittelstellung erlaubt es, die Druckseite durch beide Sicherheitsventile absichern zu lassen.

Bekannt ist ein Wechselventil für 2 Sicherheitsventile aus einer Druckschrift der Firma REGO - The Bastian-Blessing- Company, Chicago, Illinois - USA, vom August 1965, Seite LH/12 A. Hier wird eine an einer zwischen den beiden Sicherheitsventilanschlüssen liegenden, von außen mittels Schwenkhebel zu betätigenden Drehspindel innenliegende Schwenkklappe betätigt, die jeweils eine Sicherheitsventilanschlußöffnung abdecken kann. Dieser Ausführung haften jedoch einige Nachteile an. Der verhältnismäßig kurze Schwenkhebel muß kräftig betätigt werden, um die Schwenkklappe fest an den inneren Ventilsitz zu pressen, um von vornherein einen dichten Ventilabschluß zu bekommen, der nicht nachbläst. Wird der Schwenkhebel in seiner Mittelstellung, in der also beide Ventilseiten offen sind, nicht richtig eingerastet, so kann beim Abblasen der Sicherheitsventile durch den Gasstrom die nicht eingerastete Schwenkklappe in eine Schließstellung gerissen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wechselventil für 2 Sicherheitsventile zu gestalten, welches den Nachteil einer nur lose anliegenden Schwenkabsperrklappe vermeidet, also einen festen Ventilabschluß jeweils nur einer Sicherheitsventilseite gewährleistet und eine sichere und feste Mittelstellung der Ventilabschlußeinrichtung ermöglicht, in der beide Sicherheitsventilanschlüsse unter Druck stehend einen vollen Zuflußquerschnitt erhalten und diese Ventilabschlußeinrichtung auch im Falle des Ansprechens eines oder beider Sicherheitsventile durch das unter voller Kraft ausströmende Gas nicht aus ihrer mittleren Offenstellung in eine Schließstellung gedrängt werden kann und die jeweilige Ventilstellung äußerlich erkennen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung geht aus den folgenden Unteransprüchen hervor.

Die obengenannte Aufgabe wird bei einem Wechselventil für 2 Sicherheitsventile gemäß einem zweiten Lösungsprinzip mittels eines frei drehenden Ventiltellers 39 entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Nebenanspruches 13 mit seinen Unteransprüchen ausgeführt.

Eine weitere Lösung dieser Aufgabe läßt sich durchführen unter Verwendung einer Absperreinrichtung mittels eines Absperrhahnes 45 mit T-förmigem Durchgang 43, entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Nebenanspruches 18 mit seinen folgenden Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile - bezogen auf den Hauptanspruch und die Nebenansprüche - liegen darin, daß die aufgezeigten Ventilabschlußeinrichtungen einen eindeutigen Abschluß jeweils nur einer Sicherheitsventilanschlußseite zulassen und in ihrer Mittelstellung, die äußerlich an der Ventilstellungsanzeige erkennbar ist, auch bei einer starken Ausblaseströmung nach keiner Sicherheitsventilanschlußseite hin durch die Strömungskräfte ohne bewußten manuellen Eingriff von außen her nicht verstellt werden können. Von besonderem Vorteil ist, daß diese Lösungsmerkmale in einem Wechselventilgehäuse mit sehr kurzer Baulänge untergebracht werden können, die erforderlich ist, um diese Wechselventile auf bereits stehenden Flüssiggasbehältern unterbringen zu können, wo neben der Befestigungsstelle für das Wechselventil eine hochstehende Lasche aufgeschweißt ist, die nur eine sehr begrenzte Baulänge für das Wechselventil, insbesondere beim Eindrehen in das Befestigungsgewinde, zuläßt.

In den beigefügten Zeichnungen sind die Lösungsvorschläge dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das Wechselventil mit der Links-Rechtsgewindespindel, in Verbindung mit dem nichtdrehbaren Ventilteller 9

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung mit der einteiligen Gewindespindel 37 und den dafür geeigneten frei drehbaren Ventilteller 39

Fig. 3 zeigt den Schnitt durch ein Lösungsprinzip mit einem Absperrhahn 45 mit T-förmigem Durchgang

Fig. 4 zeigt die Ausführung nach Fig. 3 mit einem kegeligen Kükenhahn 49

Fig. 5 zeigt eine Variante der Fig. 3 mit einem Kugelhahn 50

Die Gesamtfunktion läßt sich nach der Fig. 1 beschreiben. Der Befestigungsstutzen 23 mit einem konischen Einschraubgewinde dient der Verbindung mit der vor Überdruck zu schützenden Druckseite, insbesondere einem Flüssiggasdruckbehälter, der noch mit einer Gewindemuffe versehen ist. Die Befestigung, insbesondere bei neu zu erstellenden Druckbehältern, kann auch mittels einer Flanschverbindung erfolgen. In die Sicherheitsventilanschlußöffnungen 1 und 12 werden die beiden Sicherheitsventile eingeschraubt. Das Befestigungsgewinde kann konisch sein zur Abdichtung mittels eines Dichtmittels in den Gewindegängen oder zylindrisch - wie unter 12 dargestellt - zur Abdichtung mittels eines zusätzlichen Dichtringes. Der Ventilteller 9 innerhalb der zylindrischen Kammer 25 mit Kammermantelfläche 31 besitzt beidseitig je ein Dichtungselement 7, welches eine Flachdichtung oder eine Runddichtung sein kann. In der normalen Betriebsbereitschaft steht dieser Ventilteller auf Mittelstellung, damit im Gefahrenfalle beide Sicherheitsventile zum Ansprechen kommen können. Für die in bestimmten Zeitabständen vorgeschriebene Überprüfung der Sicherheitsventile muß dieses herausgeschraubt werden, was bei unter Druck stehendem Behälter nur möglich ist, wenn eine Sicherheitsventilseite abgesperrt wird, die andere Seite aber zwangsläufig geöffnet bleibt. Unter Verwendung einer doppelseitigen Gewindespindel 32 mit zum Beispiel der Linksgewindespindel 8 mit Linksgewinde im Ventilteller 9 und Rechtsgewinde 14 am Spindelteil in der Gewindespindelführungsschraube 15 mit dem strömungsförmig ausgebildeten Auslauf 15 a wird der Schließweg des Ventiltellers 9 durch das Links-Rechtsgewinde beschleunigt und das ausladende Spindelteil auf der Gewindespindelbetätigungsseite 17 wesentlich verkürzt, die Umdrehungszahl für die Absperrung also reduziert. Die jeweilige Stellung des Ventiltellers ist von außen sichtbar an der Ventilstellungsanzeige 16 mit Rilleneinkerbungen für die beiden Schließstellungen und die Mittelstellung des Ventiltellers 9. Die Abdichtung der Gewindespindelführungsschraube 15 erfolgt am Dichtring 18 und die Abdichtung der Gewindespindel 32 an einer doppelten O-Ringeinlage 19. In der Schließstellung des Ventiltellers 9 greift eine Hohlkehlringnut 5 über das Dichtungselement 4, vorzugsweise ein O-Ring, und dichtet dort den Gewindeauslauf ab, sobald über die Entlüftungsbohrung 34 der jeweils abgesperrte Raum entlüftet und zum Herausschrauben des Sicherheitsventiles drucklos gemacht wird. Durch den Überdruck von der Eingangsbohrung 26 her wird der O-Ring 4 einmal gegen die Bundscheibe 3 gehalten durch den Sicherungsring 2 oder andererseits gegen den Bundanschlag 13 gedrückt, und die Hohlkehlnut 5 verhindert, daß der O-Ring 4 nach außen aufgedrückt wird. Damit der einmal auf seine in Abstimmung mit der Ventilstellungsanzeige 16 einjustierte Ventilteller 9 seine Stellung beibehält, wird dieser durch einen Führungsstift 27 zwischen 2 Gleitstiften 33 mit Führungsaussparungen 28 gegen Verdrehung gesichert. Das Verschraubungsgewinde 21 für die Gewindespindelführungsschraube 15 auf der offenen Gehäuseseite 20 gestattet gleichzeitig die Einführung eines Ventilsitzschraubringes 11 mit dem Ventilsitz 10. Die Ausführung nach Fig. 2 kann verbilligt werden durch eine nur einteilige Gewindespindel 27 und einen frei drehenden Ventilteller 39, zur Spindel hin abgedichtet durch O-Ringe 40. Die Ventilstellungsanzeige ergibt sich durch die um den vollen Weg des Ventiltellers 39 herausragende Gewindespindel 37 mit der Abdichtung durch O-Ringe 35 innerhalb der Gewindespindelführungsschraube 36. Die Hohlkehlung 42 nimmt zur Verkürzung der Baulänge einen Teil der Gewindespindellänge 37 auf, und die Kammer 41 verhindert beim Anzug des Ventiltellers 39 gegen den Ventilsitzschubring 11 ein Aufbiegen des Sicherungsringes 2. Die Ausführungen nach den Fig. 3, 4 und 5 stellen eine Variante der Absperrmöglichkeiten mittels eines Absperrhahnes 45 dar, der zylindrisch oder als kegeliger Kükenhahn 49 oder als Kugelhahn 50 ausgebildet sein kann. Die Stellungsanzeige kann auf der Hahnbetätigungsseite 48 angebracht werden. Um zu gewährleisten, daß der T-förmige Durchgang 43 nicht nach oben hin gedreht und damit die Eingangsbohrung 26 verschlossen werden kann, sorgt ein Sicherungsstift 47 für die Endanschläge zu den Querbohrungen 44 innerhalb des kompletten Gehäuses 46. In die Sicherheitsventilanschlußöffnungen 1 und 12 können auch Verlängerungsrohre eingeschraubt werden, die an ihrem oberen Ende innenliegende Sicherheitsventile aufnehmen, deren Sicherheitsventilfedern von diesen Rohren umschlossen werden. Um diese beiden Verlängerungsrohre beim Losdrehen der Sicherheitsventile nicht mit zu lösen, werden in den Abstand zwischen den beiden Verlängerungsrohren ein oder mehrere diese beiden Rohre verbindende Stege eingeschweißt.

• Bezugszeichen zum Wechselventil für 2 Sicherheitsventile  1 Sicherheitsventilanschlußöffnung
   2 Sicherungsring
   3 Bundscheibe
   4 Dichtungselement (O-Ring)
   5 Hohlkehlringnut
   6 Ventilsitz
   7 Dichtungselement
   8 Linksgewindespindel
   9 Ventilteller
  10 Ventilsitz
  11 Ventilsitzschraubring
  12 Sicherheitsventil in der Anschlußöffnung
  13 Bundanschlag
  14 Rechtsgewinde
  15 Gewindespindelführungsschraube
  16 Ventilstellungsanzeige - Rilleneinkerbungen
  17 Gewindespindelbetätigungsseite
  18 Dichtring
  19 O-Ring
  20 offene Gehäuseseite
  21 Gehäuseverschraubungsgewinde
  22 Schlüsselfläche am Wechselventil
  23 Befestigungsstutzen
  24 Gewindespindelauslauf
  25 zylindrische Kammer
  26 Eingangsbohrung
  27 Führungsstift
  28 Führungsaussparungen
  29 Gewindespindelauslauf
  30 Gehäusewandung
  31 Kammermantelfläche
  32 doppelseitige Gewindespindel
  33 Gleitstift
  34 Entlüftungsbohrung
  35 O-Ring
  36 Gewindespindelführungsschraube
  37 einteilige Gewindespindel
  38 Dichtungselement
  39 frei drehender Ventilteller
  40 O-Ring
  41 Kammer
  42 Hohlkehlung
  43 T-förmiger Durchgang
  44 Querbohrung
  45 Absperrhahn mit T-förmig. Durchgang
  46 kompaktes Gehäuse
  47 Sicherungsstift
  48 Hahnbetätigungsseite
  49 kegeliger Kükenhahn
  50 Kugelhahn

Claims (23)

1. Wechselventil für 2 Sicherheitsventile, anzuordnen auf einem Flüssiggasbehälter, einem Druckgasbehälter oder innerhalb einer druckführenden Rohrleitung, mit einem Eingangsanschluß zur Befestigung auf der abzusichernden Druckgasseite und zwei Ausgangsanschlüssen zur Aufnahme der beiden Sicherheitsventile, mit einer Absperreinrichtung, die das Absperren jeweils nur eines Ausgangsanschlusses zu einem Sicherheitsventil ermöglicht, einer zugehörigen Ventil-Stellungsanzeige und einer Mittelstellung, in der beide Sicherheitsventileabgänge geöffnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung als doppelseitig dichtender, nichtdrehender Ventilteller (9) ausgebildet ist, gleitend auf einer von außen zu betätigenden, quer zu den Anschlüssen (1, 12, 26) liegenden doppelseitigen Gewindespindel (32), mit Dichtungselementen (4, 7) zur Abdichtung jeweils eines Ventilsitzes (6, 10) zu einem Sicherheitsventilanschluß (1, 12) und des jeweils zugehörenden Gewindespindelauslaufes (24, 29) und einer auf der außenliegenden Gewindespindelbetätigungsseite (17) angebrachten Ventilstellungsanzeige (16).

2. Wechselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ventilteller (9) in einer zylindrischen Kammer (25) bewegt, in deren Kammermantelfläche (31) von unten kommend die Eingangsbohrung (26) mündet und deren offene, zylindrische Seiten übergehen in je einen Ventilsitz (6, 10), der zum Dichtungselement (7) unter einem Winkel oder auch senkrecht zur Kammermantelfläche (31) steht und dessen offene Seiten in die Sicherheitsventilanschlußöffnungen (1, 12) münden.

3. Wechselventil nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (10) zur Sicherheitsventilanschlußöffnung (12) auf der Seite der Gewindespindelführungsschraube (15) durch einen Ventilsitz-Schraubring (11) gebildet wird.

4. Wechselventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelseitige Gewindespindel (32) einseitig in einer Gewindespindelführungsschraube (15) gelagert ist, deren Gehäuseverschraubungsgewinde (21) gleich ist mit dem Befestigungsgewinde für den Ventilsitzschraubring (11) und das gegen die Strömung gerichtete und sich verjüngende Auslaufende (15 a) der Gewindespindelführungsschraube (15) in den Strömungsauslaufdurchmesser des Ventilsitzschraubringes (11) hineinragt.

5. Wechselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gewindespindelausläufen (24, 29) je ein Dichtungselement (4) angeordnet ist, welches gegen einen Bundanschlag (13) bzw. Bundscheibe (3) anliegt.

6. Wechselventil nach den Ansprüchen 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Ventiltellers (9) eine im jeweiligen Schließzustand des Ventiltellers die Dichtungselemente (4) übergreifende und den Gewindeauslauf (24, 29) abdichtende Hohlkehlringnut (5) eingelassen ist.

7. Wechselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelseitige Gewindespindel (32) mit einem Linksgewinde (8) und einem Rechtsgewinde (14) oder umgekehrt versehen ist.

8. Wechselventil nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstellungsanzeige (16) auf der aus der Gewindespindelführungsschraube (15) herausragenden Betätigungsseite (17) aus drei Rilleneinkerbungen besteht, die mit der Stellung des Ventiltellers (9) in seinen Endanschlägen und seiner Mittelstellung übereinstimmen.

9. Wechselventil nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (9) durch einen Führungsstift (27) gegen Verdrehung gesichert ist.

10. Wechselventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstift (27) zwischen zwei Gleitstiften (33) geführt ist.

11. Wechselventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel-Betätigungsseite (17) mit einer Innensechskantbohrung versehen ist.

12. Wechselventil nach den Ansprüchen 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Gewindespindelführungsschraube (15) herausragende Teil (17) der Gewindespindelbetätigungsseite für eine komplette Schließbewegung einen geringeren Weg zurücklegt als der Ventilteller (9).

13. Wechselventil für 2 Sicherheitsventile nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Gewindespindelführungsschraube (36) gelagerte Gewindespindel als einteilige Gewindespindel (37) ausgebildet und am freien Ende der Gewindespindel, gegenüber der Gewindespindelbetätigungsseite (17), ein sich frei drehender Ventilteller (39) angeordnet ist.

14. Wechselventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (39) einerseits mit einer Kammer (41) und andererseits mit einer Hohlkehlung (42) versehen ist.

15. Wechselventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der frei drehende Ventilteller (39) anstelle der Dichtungselemente (38) mit einem oder zwei O-Ringen versehen ist, die in der abdichtenden Ventiltellerstellung in jeweils eine der zylindrisch verlängerten Ventilsitze (6, 10), also parallel zur Kammermantelfläche verlaufenden zylindrischen Bohrung - und diese abdichtend - mündet.

16. Wechselventil nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Sicherheitsventilanschlußöffnungen (1, 12) je eine verschließbare Entlüftungsbohrung (34) angeordnet ist.

17. Wechselventil nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußschrauben für die Entlüftungsbohrungen (34) in weiterer Öffnung einen Druckausgleich aus der Kammer (25) in die jeweils durch den Ventilteller (9, 39) abgeschlossenen Räume (1, 12) bewirken.

18. Wechselventil für 2 Sicherheitsventile, anzuordnen auf einem Flüssigkeitsbehälter, einem Druckbehälter oder innerhalb einer druckführenden Rohrleitung, mit einem Eingangsanschluß zur Befestigung auf der abzusichernden Druckgasseite und zwei Ausgangsanschlüssen zur Aufnahme der beiden Sicherheitsventile, mit einer Absperreinrichtung, die das Absperren jeweils nur eines Ausgangsanschlusses zu einem Sicherheitsventil ermöglicht, einer zugehörenden Ventilstellungsanzeige und einer Mittelstellung, in der beide Sicherheitsventilabgänge geöffnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung als Absperrhahn (45) mit T-förmigem Durchgang (43) ausgebildet ist, angeordnet in der Fluchtlinie oberhalb der Eingangsbohrung (26) mit je einer seitlichen Querbohrung (44) zu den links und rechts neben dem Absperrhahn mit T-förmigem Durchgang angeordneten Sicherheitsventilanschlußöffnungen (1, 12) zur Aufnahme der beiden Sicherheitsventile, wobei die Sicherheitsventilanschlußöffnungen (1, 12) zu den Querbohrungen (44) zum Absperrhahn mit T-förmigem Durchgang einen rechten Winkel bilden, die Fluchtlinien aller drei Anschlüsse (1, 12, 26) parallel zueinander verlaufen, diese drei Anschlüsse in einem kompakten Gehäuse (46) ohne Zwischenverschraubung untergebracht sind und die Drehrichtung des Absperrhahnes mit T-förmigem Durchgang durch einen in den diametral der Hahnbetätigungsseite (48) gegenüberliegenden Hahnboden eingreifenden Sicherungsstift (47) so gesichert ist, daß ein Verschließen des Eingangsanschlusses (26) nicht möglich ist, erkennbar durch eine auf der Hahnbetätigungsseite (48) angebrachte Ventilstellungsanzeige.

19. Wechselventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrhahn mit T-förmigem Durchgang ein Kükenhahn (49) mit kegeliger Mantelfläche ist.

20. Wechselventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrhahn mit T-förmigem Durchgang ein Kükenhahn mit zylindrischer Mantelfläche ist.

21. Wechselventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrhahn mit T-förmigem Durchgang ein Kugelhahn (50) ist.

22. Wechselventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsstutzen (23) mit der Eingangsbohrung (26) als Hahnküken ausgebildet ist, worauf das Gehäuse (46) mit den Sicherheitsventilanschlußöffnungen (1, 12) drehbar angeordnet und die Stellungsanzeige sowie die Sicherung gegen ein Verschließen beider Sicherheitsventilanschlußöffnungen in Verbindung mit dem Befestigungsstutzen (23) gebracht ist.

23. Wechselventil für 2 Sicherheitsventile nach den Ansprüchen 1, 13 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei in die Sicherheitsventilanschlußöffnungen eingeschraubten Verlängerungsrohren die zueinanderzeigenden inneren Längsmantelflächen durch eingeschweißte Stege miteinander verdrehungssichernd verbunden sind.