DE3906888C2

DE3906888C2 - Control device for a safety valve

Info

Publication number: DE3906888C2
Application number: DE19893906888
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Conrads; Erwin Dipl Ing Laurer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2009-03-04
Also published as: DE3906888A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein nach dem Entlastungsprinzip arbeitendes Sicherheitsventil eines Druckbe hälters, bei der der Druckbehälter über eine Meßleitung mit dem Kolbenraum eines Kolbens verbunden ist, ein Ventilteller in ei nem Ventilraum auf einer mit einem Ventilsitz versehenen Öff nung angefedert ist, eine mit einem Ende an den Steuerraum des Sicherheitsventils angeschlossene Steuerleitung und eine Aus blaseleitung und Mittel zur kraftschlüssigen Verbindung zwi schen dem Kolben und dem Ventilteller vorgesehen sind.The invention relates to a control device for a Relief principle working safety valve of a Druckbe container, in which the pressure vessel via a measuring line with the Piston chamber of a piston is connected to a valve plate in egg valve room on an opening provided with a valve seat is spring loaded, one with one end to the control room of the Safety valve connected control line and an off Blow line and means for non-positive connection between the piston and the valve plate are provided.

Aus der EP-A 01 10 210 ist eine Einrichtung zum Steuern eines Sicherheitsventiles bekannt, das nach dem Entlastungsprinzip gesteuert wird. Ein Hilfsventil, das als Überdruckventil aus gebildet ist und in Richtung seiner Durchströmung öffnet, ist zum Entlasten des Steuerraumes des Sicherheitsventils vorge sehen. Dem Hilfsventil ist ein Kolben mit zwei Kolbenräumen zugeordnet, wobei der erste mit dem zu überwachenden Druckraum, der zweite mit dem Steuerraum und beide Druckräume miteinander über eine Drosselstelle, verbunden sind. Wenn sich das Hilfs ventil bei Überdruck leicht öffnet, fällt der Druck im Steuer raum des Sicherheitsventils ab. Dadurch wird der Kolben in Rich tung des Hilfsventils beschleunigt und hält mit seiner Kolben stange das Hilfsventil offen. Die Wechselwirkungen zwischen hydraulischer und mechanischer Funktion führen zu Instabili täten im Betrieb, die insbesondere beim Schließen problematisch sind.From EP-A 01 10 210 is a device for controlling a Safety valves known that work on the principle of relief is controlled. An auxiliary valve that works as a pressure relief valve is formed and opens in the direction of its flow, is to relieve the control chamber of the safety valve see. The auxiliary valve is a piston with two piston spaces assigned, the first with the pressure chamber to be monitored, the second with the control room and both pressure rooms with each other are connected via a throttle. If that is helpful valve opens slightly at overpressure, the pressure drops in the steering wheel space of the safety valve. This will make the piston rich tion of the auxiliary valve accelerates and stops with its piston open the auxiliary valve. The interactions between hydraulic and mechanical function lead to instability in operation, which is particularly problematic when closing are.

Durch die GB-PS 12 56 253 ist ebenfalls eine Steuereinrich tung für ein nach dem Entlastungsprinzip arbeitendes Sicherheitsventil bekannt. Diese Steuereinrichtung dient dem Schutz eines Druckbehälters, dessen Innenraum über eine Meßleitung mit dem Kolbenraum eines Kolbens in einer Betä tigungseinrichtung verbunden ist. Dieser Kolben betätigt bei Beaufschlagung mit einem Sollwert überschreitenden Druck über eine kraftschlüssige Verbindung einen Ventil teller, der im Normalbetrieb in einem Ventilraum mit Feder kraft auf einem eine Öffnung umfassenden Ventilsitz ge drückt ist und nach einem Ansprechen den Ventilraum mit einer Ausblaseleitung verbindet. Ein Steuerraum des Sicher heitsventils der bekannten Anordnung ist an ein Ende einer Steuerleitung angeschlossen und die Ausblaseleitung ist außerhalb des Ventilraums mit der Öffnung am Ventilsitz verbunden. Das zweite Ende der Steuerleitung mündet mit einer Öffnung in einen engen Kanal in der Steuereinrichtung. Der Druck in diesem Kanal ist durch einen frei verschieb baren Verschlußkörper einstellbar. Auch für diese Anordnung können Instabilitäten nicht ausgeschlossen werden. Darüber hinaus wird die Druckeinstellung in dem engen Kanal vor der Steuerleitung schon durch geringfügige Verunreinigungen stark beeinflußt, so daß besonders unter Langzeitaspekten mit Fehlreaktionen zu rechnen ist.The GB-PS 12 56 253 is also a Steuereinrich for a person working on the principle of relief Safety valve known. This control device serves the protection of a pressure vessel, the interior of which has a Measuring line with the piston chamber of a piston in a bet tiger is connected. This piston operates when a setpoint is exceeded Pressure through a non-positive connection a valve plate in normal operation in a valve chamber with spring force on a valve seat comprising an opening is pressed and after a response the valve chamber with connects a blow-out line. A control room of security Safety valve of the known arrangement is at one end Control line connected and the blow-out line is outside the valve chamber with the opening on the valve seat connected. The second end of the control line opens an opening in a narrow channel in the control device. The pressure in this channel is freely displaceable adjustable closure body. Also for this arrangement instabilities cannot be excluded. About that In addition, the pressure setting in the narrow channel before the Control line through slight contamination strongly influenced, so that especially under long-term aspects wrong reactions are to be expected.

Auf dieser Erkenntnis beruhend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art an zugeben, die weitestgehend unabhängig von hydraulischen Einflüs sen arbeitet, so daß ein sicheres, kontrolliertes Öffnen und Schließen, auch bei hohen Drücken erreicht wird. The object of the invention is based on this knowledge based on a control device of the type mentioned admit that largely independent of hydraulic influences sen works so that a safe, controlled opening and Closing is achieved even at high pressures.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs genannten Steuer einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das andere Ende der Steuerleitung mit dem Ventilraum verbunden ist und die Aus blaseleitung außerhalb des Ventilraumes an die Öffnung am Ven tilsitz angeschlossen ist.This task is based on the tax mentioned above device according to the invention solved in that the other end the control line is connected to the valve chamber and the off Blow line outside the valve chamber to the opening on the Ven tilsitz is connected.

Durch die erfindungsgemäßen Ausbildungen ergibt sich eine beson ders einfache Ausführung der Steuereinrichtung. Sie enthält nur wenig bewegte Teile, wodurch ein hohes Maß an Funktionssicher heit gegeben ist. Sie ist darüber hinaus auch selbstschließend. Dies ist vor allem wichtig für den Einsatz in kerntechnischen Anlagen. Ferner treten keine thermischen Belastungen der Meß leitung auf, wodurch die Steuereinrichtung auch für Nachrü stungen in Altanlagen sehr gut geeignet ist.The training according to the invention results in a particular simple design of the control device. It only contains few moving parts, which ensures a high degree of functional reliability is given. It is also self-closing. This is especially important for use in nuclear technology Investments. Furthermore, there are no thermal loads on the measurement line on, whereby the control device for retrofit stungen in old systems is very suitable.

Zweckmäßigerweise steht der Kolben unter dem Druck einer Feder, wodurch die Steuereinrichtung eine gleichmäßigere Steuercharak teristik erhält.The piston is advantageously under the pressure of a spring, whereby the control device has a more uniform tax character teristik receives.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung ergibt sich, wenn als Mittel für die kraftschlüssige Verbindung eine am Kolben ange ordnete Kolbenstange und/oder ein am Ventilteller angeordneter Stößel vorgesehen ist. Dadurch wird der ohnehin einfache Aufbau der Steuereinrichtung vorteilhaft verbessert.A particularly useful training results when Means for the positive connection is attached to the piston arranged piston rod and / or one arranged on the valve disk Tappet is provided. This makes the structure simple anyway the control device advantageously improved.

Besonders günstig ist es, wenn als Mittel für die kraftschlüs sige Verbindung ein Kugelgelenk dient, dessen Kugel in einer Pfanne am Ventilteller und dessen Zapfen als Kolbenstange aus gebildet ist oder, wenn die Kugel in einer Pfanne am Kolben und dessen Zapfen am Ventilteller angeordnet sind. Die Steuerein richtung erhält auf diese Weise eine ausgeprägte Steuercharakte ristik, die insbesondere für den Schließvorgang verbessert ist.It is particularly favorable if as a means for the frictional connections sige connection serves a ball joint, the ball in one Pan on the valve plate and its pin as a piston rod is formed or when the ball in a pan on the piston and whose pins are arranged on the valve plate. The tax direction receives a distinctive tax character in this way Statistics, which is particularly improved for the closing process.

Zweckmäßigerweise ist die Kolbenstange und/oder der Zapfen in einem Lager gelagert, das eine Balgabdichtung aufweist. Die Zu verlässigkeit der Steuereinrichtung ist dadurch weiter erhöht. The piston rod and / or the pin is expediently in stored in a bearing that has a bellows seal. The To This further increases the reliability of the control device.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der Kolben als Stufenkol ben mit einem ersten und zweiten Kolbenraum ausgebildet sein, die über Leitungen und eine Vorsteuereinrichtung miteinander verbunden sind. So wird die Steuereinrichtung für besondere Anwendungen mit ausgewählten Steuerbereichen einsetzbar.In a further embodiment, the piston can be a stepped piston ben be formed with a first and second piston space, with each other via lines and a pilot control device are connected. So the control device for special Applications with selected control areas can be used.

Vorteilhafterweise kann mit dem Ventilteller eine Einrichtung zum Erfassen der Stellung des Ventiltellers verbunden sein. Da durch ist eine einfache Funktionskontrolle der Steuereinrich tung möglich.A device can advantageously be provided with the valve disk be connected to detect the position of the valve plate. There is a simple function control of the control unit tion possible.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungen erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawings illustrated explanations explained. Show it:

Fig. 1 eine Steuereinrichtung für ein Sicherheitsventil eines Druckbehälters, Fig. 1 is a control device for a safety valve of a pressure vessel,

Fig. 2 eine weitere Steuereinrichtung mit Vorsteuereinrichtung. Fig. 2 shows a further control device with pilot control device.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 1 zu sehen. Dabei ist eine Steuerleitung 2 mit ihrem einen Ende an einen Steuerraum 3 eines Sicherheitsventiles 4 angeschlossen. Dieses Sicherheitsventil 4 weist einen Kolben 3a mit einer Bohrung 3b auf, durch die der Steuerraum 3 mit einem Zylinderraum 3c ver bunden ist. In diesem Zylinderraum 3c mündet eine Leitung 3d, die an dem Druckbehälter 17 angeschlossen ist. Ferner besitzt der Zylinderraum 3c einen Auslaß 3e, der durch einen mit dem Kolben 3a verbundenen Ventilteller 3f verschließbar ist. Das Sicherheitsventil arbeitet nach dem Entlastungsprinzip.In Fig. 1, a control device 1 according to the invention can be seen. A control line 2 is connected at one end to a control chamber 3 of a safety valve 4 . This safety valve 4 has a piston 3 a with a bore 3 b through which the control chamber 3 with a cylinder chamber 3 c is connected ver. In this cylinder space 3 c opens a line 3 d, which is connected to the pressure vessel 17 . Furthermore, the cylinder chamber 3 c has an outlet 3 e, which can be closed by a valve disk 3 f connected to the piston 3 a. The safety valve works on the relief principle.

Das andere Ende der Steuerleitung 2 ist mit einem Ventilraum 2a verbunden, dem eine Ausblaseleitung 5 zugeordnet ist. Im Ventil raum 2a wird ein Ventil 6 von einem mittels einer Feder 7 auf einen Ventilsitz 8 aufgefederten Ventilteller 9 gebildet. Der Ventilteller 9 ist axial von einer Spindel 10a geführt. Der Ventilraum 2a ist durch eine mit dem Ventilsitz 8 versehenen Öffnung 11 mit der Ausblaseleitung 5 verbunden. Durch Betätigen des Ventiltellers 9 entgegen der Federkraft wird das Ventil 6 geöffnet, wodurch ein Mediumsfluß vom Steuerraum 3, der druck führend ist, zur Ausblaseleitung 5 möglich ist. Das Ventil 6 weist weiterhin einen Stößel 10b auf, an den sich axial eine Be tätigungseinrichtung 12 anschließt. Diese Betätigungseinrichtung 12 weist einen auf einen Anschlag 13 aufgefederten Kolben 14 auf. Dem Kolben 14 ist ein Kolbenraum 15 zugeordnet, welcher über eine Meßleitung 16 mit dem zu überwachenden Druckbehälter 17 verbunden ist. Das Anfedern des Kolbens 14 wird durch eine zweite Feder 18 bewirkt. Dabei ist die Möglichkeit vorgesehen, daß die Federkraft mittels einer Mutter 19 einstellbar ist. Zwi schen dem Kolben 14 und dem Ventilteller 9 sind Mittel für eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen. Beispielsweise sind hier ein am Ventilteller 9 angeordneter Stößel 10b und eine am Kol ben 14 angeordnete Kolbenstange 20 in Abstand zueinander vorge sehen. Teilausbildungen ohne Stößel 10b oder ohne Kolbenstange 20 sind ebenfalls möglich.The other end of the control line 2 is connected to a valve chamber 2 a, which is assigned a blow-out line 5 . In the valve chamber 2 a, a valve 6 is formed by a valve plate 9 which is sprung onto a valve seat 8 by means of a spring 7 . The valve disk 9 is guided axially by a spindle 10 a. The valve chamber 2 a is connected to the blow-out line 5 through an opening 11 provided with the valve seat 8 . By actuating the valve plate 9 against the spring force, the valve 6 is opened, whereby a medium flow from the control chamber 3 , which is pressure-leading, to the blow-out line 5 is possible. The valve 6 also has a plunger 10 b, to which an actuating device 12 connects axially. This actuating device 12 has a piston 14 sprung onto a stop 13 . A piston chamber 15 is assigned to the piston 14 and is connected to the pressure vessel 17 to be monitored via a measuring line 16 . The resilience of the piston 14 is effected by a second spring 18 . The possibility is provided that the spring force can be adjusted by means of a nut 19 . Between the piston 14 and the valve plate 9 means are provided for a non-positive connection. For example, here are disposed on the valve plate 9 follower 10 b and a ben 14 arranged on the piston rod 20 shown in Col. distance from each other easily. Partial training without plunger 10 b or without piston rod 20 are also possible.

Steigt in dem Druckbehälter 17 und somit in dem Kolbenraum 15 der Druck, so wird der Kolben 14 in Richtung des Ventils 6 be wegt. Die Kolbenstange 20 trifft dann auf den Stößel 10b und übt auf den Ventilteller 9 eine Kraft aus. Das Ventil 6 wird geöffnet, wodurch der Druck im Steuerraum 3 über die Steuerlei tung 2 und die Ausblaseleitung 5 abgebaut wird. Durch den Druck im Zylinderraum 3c des Sicherheitsventils 4 wird der Kolben 3a und damit der Ventilteller 3f in die offene Position bewegt, wobei eine Verbindung zwischen der Leitung 3d und dem Auslaß 3e hergestellt wird. Durch das Öffnen des Sicherheitsventils 4 wird der Druck im Druckbehälter 17 abgesenkt. Nach der Druck absenkung im Druckbehälter 17 unter einen vorgegebenen Wert, bewegen sich der Kolben 14 und der Ventilteller 9 wieder in ihre Normallage zurück. Dabei wird die Öffnung 11 des Ventils 6 wieder geschlossen. Da das Ventil 6 so ausgebildet ist, daß es entgegen der Durchströmungsrichtung öffnet, wird das Schlie ßen des Ventils 6 durch das durchströmende Medium unterstützt. Durch das Schließen des Ventils 6 ist ein Druckaufbau im Steuer raum 3 über die Bohrung 3b wieder möglich. Nach abgeschlossenem Druckaufbau im Steuerraum 3 schließt das Sicherheitsventil 4 selbsttätig.Increases in the pressure vessel 17 and thus in the piston chamber 15 of the pressure, the piston 14 is moved in the direction of the valve 6 be. The piston rod 20 then hits the plunger 10 b and exerts a force on the valve plate 9 . The valve 6 is opened, whereby the pressure in the control chamber 3 via the Steuerlei device 2 and the blow-out line 5 is reduced. Due to the pressure in the cylinder chamber 3 c of the safety valve 4 , the piston 3 a and thus the valve plate 3 f is moved into the open position, a connection being established between the line 3 d and the outlet 3 e. By opening the safety valve 4 , the pressure in the pressure vessel 17 is reduced. After the pressure in the pressure vessel 17 drops below a predetermined value, the piston 14 and the valve disk 9 move back into their normal position. The opening 11 of the valve 6 is closed again. Since the valve 6 is designed so that it opens against the direction of flow, the closing of the valve 6 is supported by the medium flowing through. By closing the valve 6 , a pressure build-up in the control room 3 via the bore 3 b is possible again. After the pressure build-up in the control room 3 is complete, the safety valve 4 closes automatically.

Die Steuereinrichtung 1 ist sehr einfach aufgebaut und weist nur wenige bewegte Teile auf. Das Ventil 6 wird direkt von dem Kolben 14 ohne Zwischenschaltung eines zusätzlichen Steuerglie des zwangsgeöffnet. Die Zuverlässigkeit ist durch die Reduzie rung der bewegten Teile wesentlich erhöht. Besonders vorteil haft ist es, daß der Kolbenraum 15 und die Meßleitung 16 nicht vom Druckmedium durchströmt sind. So wird erreicht, daß keine unnötig hohe thermische Belastung an der Steuereinrichtung 1 auftritt. Dadurch eignet sich die Steuereinrichtung 1 insbe sondere für die Nachrüstung in Altanlagen, da keine Verände rung der Meßleitung 16 vorgesehen zu werden braucht. Durch die stabilen Aggregatzustände des Druckmediums wird darüber hinaus das Betriebsverhalten beim Öffnen und Schließen verbessert.The control device 1 is of a very simple construction and has only a few moving parts. The valve 6 is forcibly opened directly by the piston 14 without the interposition of an additional control element. Reliability is significantly increased by reducing the number of moving parts. It is particularly advantageous that the piston chamber 15 and the measuring line 16 are not flowed through by the pressure medium. In this way it is achieved that there is no unnecessarily high thermal load on the control device 1 . As a result, the control device 1 is particularly suitable for retrofitting in old systems, since no changes to the measuring line 16 need be provided. The stable physical states of the print medium also improve the operating behavior when opening and closing.

In einer weiteren Variante kann die Betätigungseinrichtung 12 auch mit einem Kolben 14 versehen sein, der einen weiteren Kol benraum 15b aufweist. Der weitere Kolbenraum 15b ist über einen Kanal 21 mit dem Kolbenraum 15 verbunden. Bei einer Ausführung mit zwei Kolbenstangen 20, 20a, die unterschiedliche Durchmes ser aufweisen, steht immer eine resultierende Kraft in Öffnungs richtung an, die sich proportional zum Druck im Druckbehälter 17 ändert. Die Kraft F ergibt sich dabei aus der FormelIn a further variant, the actuating device 12 can also be provided with a piston 14 which has a further piston chamber 15 b. The further piston chamber 15 b is connected to the piston chamber 15 via a channel 21 . In an embodiment with two piston rods 20 , 20 a, which have different diameters, there is always a resultant force in the opening direction, which changes in proportion to the pressure in the pressure vessel 17 . The force F results from the formula

F = P · (A₁-A₂),F = P · (A ₁ -A ₂ ),

wobei P der im Druckbehälter 17 anstehende Druck ist und A₁ und A₂ die auf der jeweiligen Seite der um die Kolbenstangen 20, 20a gebildeten Kolbenflächen sind. Der Kanal 21 kann auch au ßerhalb des Kolbens 14 angeordnet sein.where P is the pressure present in the pressure vessel 17 and A ₁ and A _{2 are} the piston surfaces formed on the respective side of the piston rods 20 , 20 a. The channel 21 can also be arranged outside the piston 14 .

In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steuer einrichtung 1 gezeigt. Mit dem Ventilteller 9 ist eine Einrich tung 22 zum Erfassen der Stellung des Ventiltellers verbunden. Dies kann beispielsweise mittels einer um die Spindel 10a ange ordneten Spule 23a, die über eine Leitung 23b mit einer Melde einrichtung 23c verbunden ist, vorgesehen sein. Dadurch ist eine Kontrolle der jeweiligen Stellung der Steuereinrichtung 1 möglich. Außer dem beispielsweise aufgezeigten induktiven Prin zip der Stellungserfassung sind auch andere Funktionsprinzipien, z.B. mechanische, möglich.In FIG. 2, a further embodiment of the control device shown. 1 With the valve plate 9 Einrich device 22 is connected to detect the position of the valve plate. This can be provided, for example, by means of a coil 23 a arranged around the spindle 10 a, which is connected via a line 23 b to a signaling device 23 c. This makes it possible to check the respective position of the control device 1 . In addition to the inductive principle of position detection shown, for example, other functional principles, such as mechanical, are also possible.

In der dargestellten Ausführung ist der Ventilteller 9 aus Strömungsgründen kolbenförmig ausgebildet. Darüber hinaus er gibt sich dadurch eine verbesserte Führung des Ventiltellers 9.In the embodiment shown, the valve plate 9 is piston-shaped for flow reasons. In addition, it gives itself improved guidance of the valve plate 9 .

Die Steuereinrichtung 1 weist zwischen dem Ventilteller 9 und dem Kolben 14b Mittel für eine kraftschlüssige Verbindung auf. So ist eine sichere Steuerfunktion der Steuereinrichtung 1 in Öffnungs- und Schließrichtung gegeben. Als Mittel für die kraft schlüssige Verbindung dient ein Kugelgelenk 24, dessen Kugel 24a in einer Pfanne 24b am Ventilteller 9 und dessen Zapfen 24c am Kolben 14b angeordnet sind. Die Anordnung des Kugelgelenks 24 kann auch umgekehrt vorgesehen werden, also mit dem Zapfen 24c am Ventilteller 9 und mit der Pfanne am Kolben 14b. Eine solche Verbindung erlaubt eine zuverlässige Funktion der Steuereinrich tung 1.The control device 1 has between the valve plate 9 and the piston 14 b means for a non-positive connection. This provides a safe control function of the control device 1 in the opening and closing directions. A ball joint 24 , the ball 24 a of which is arranged in a socket 24 b on the valve plate 9 and the pin 24 c of the piston 14 b are used as the means for the force-locking connection. The arrangement of the ball joint 24 can also be reversed, that is, with the pin 24 c on the valve plate 9 and with the socket on the piston 14 b. Such a connection allows the device 1 to function reliably.

Darüber hinaus kann durch die Bemessung eines Spiels zwischen der Kugel 24a und der Pfanne 24b im Kugelgelenk 24 eine Hystere se zwischen Öffnen und Schließen beim Steuervorgang erzielt wer den. Dies entspricht einer Ausgestaltung, wie bereits in Fig. 1 zwischen dem Stößel 10b und der Kolbenstange 20 gezeigt.In addition, by dimensioning a game between the ball 24 a and the socket 24 b in the ball joint 24, a hysteresis between opening and closing during the control process can be achieved. This corresponds to an embodiment, as already shown in Fig. 1 between the plunger 10 b and the piston rod 20 .

Die Kolbenstange 20 und der Zapfen 24c sind in Lagern gelagert, die jeweils eine Balgabdichtung 26 aufweisen. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Steuereinrichtung 1 weiter erhöht.The piston rod 20 and the pin 24 c are mounted in bearings, each of which has a bellows seal 26 . This further increases the reliability of the control device 1 .

Der Kolben 14a, 14b ist in diesem Beispiel zweistufig ausgeführt. Dabei ist dem ersten Teil des Kolbens 14a der Kolbenraum 15a zu geordnet. Dem zweiten Teil des Kolbens 14b ist der Kolbenraum 15b zugeordnet. Diese Ausbildung weist den Kolben als Stufen kolben aus. Die beiden Kolbenräume 15a, 15b sind über Leitungen 27a, 27b und einer Vorsteuereinrichtung 28 zum schnellen Betä tigen des Kolbens 14a, 14b verbunden. Die Vorsteuereinrichtung 28 ist nach Art eines Überdruckventiles, das mit einer einstell baren elektromagnetischen Zusatzbelastung versehen ist, ausge staltet. Die Vorsteuereinrichtung 28 enthält ein Überdruckven til 29, das zwischen der Leitung 27a und 27b angeordnet ist.The piston 14 a, 14 b is carried out in two stages in this example. The first part of the piston 14 a is arranged in the piston chamber 15 a. The second part of the piston 14 b is assigned to the piston chamber 15 b. This design identifies the piston as a piston. The two piston chambers 15 a, 15 b are connected via lines 27 a, 27 b and a pilot control 28 for fast actuation of the piston 14 a, 14 b. The pilot control device 28 is designed in the manner of a pressure relief valve, which is provided with an adjustable additional electromagnetic load. The pilot control device 28 contains a Überdruckven valve 29 , which is arranged between the line 27 a and 27 b.

Der dem Kolbenraum 15a vom Druckbehälter 17 über die Meßleitung 16 zugeführte Druck bewirkt eine Kraft auf die kleine Kolben fläche des Kolbens 14a. Die Kolbenfläche ist derart bemessen, daß hierdurch ein Öffnen des Ventils 6 noch nicht möglich ist. Gleichzeitig steht der Druck über die Leitung 27b am Überdruck ventil 29 der Vorsteuereinrichtung 28 an. Bei Überschreiten des vorgegebenen Druckwertes öffnet das Überdruckventil 29 und gibt den Weg über die Leitung 27a zum Kolbenraum 15b frei. Mit dem Kolben 14b wird die wirksame Kolbenfläche der Anordnung vergrö ßert. Erst wenn beide Kolbenräume 15a, 15b mit Druck beaufschlagt sind, ist es möglich, daß die Kolben 14a, 14b in Öffnungsrich tung des Ventils 6 gegen die Federkraft der Feder 18 und gegen den am Ventilteller 9 anstehenden Druck bewegt werden. Die Kol benflächen sind speziell hierfür bemessen. Über die Kolbenstange 20 und das Kugelgelenk 24 wird das Ventil 6 entgegen der Durch flußrichtung des zu steuernden Mediums geöffnet. Das Medium wird dann über die Ausblaseleitung 5 ausgeblasen. Dies hat zur Folge, daß der Steuerraum 3 des Sicherheitsventils 4 plötzlich entlastet wird, das Sicherheitsventil 4 geöffnet und Druck aus dem Druckbehälter 17 abgelassen wird. Durch den reduzierten Differenzdruck zwischen der Steuerleitung 2 und der Ausblase leitung 5 ist die auf den Ventilteller 9 ausgeübte Schließkraft des durchströmenden Mediums vermindert. Um jedoch ein Schlie ßen des Ventils 9 nicht zu behindern, müssen die Kräfte zum Öffnen des Ventils 9 reduziert werden. Dies geschieht dadurch, daß bei geöffnetem Ventil 9 der erste Teil des Kolbens 14a mit seinem Kopfteil die Leitung 27b verschließt, wodurch die Vor steuereinrichtung 28 und damit der Kolbenraum 15b nicht mehr aktiviert wird. Es ist nunmehr nur noch die Kolbenfläche des Kolbens 14a zum Offenhalten des Ventils 9 wirksam. Die Druck- und Federkräfte der Steuereinrichtung 1 sind für den Schließ vorgang vorbereitet.The piston chamber 15 a from the pressure vessel 17 via the measuring line 16 pressure causes a force on the small piston surface of the piston 14 a. The piston area is dimensioned such that opening the valve 6 is not yet possible. At the same time, the pressure is applied via line 27 b to the pressure relief valve 29 of the pilot control device 28 . When the predetermined pressure value is exceeded, the pressure relief valve 29 opens and opens the way via line 27 a to piston chamber 15 b. With the piston 14 b, the effective piston area of the arrangement is enlarged. Only when both piston chambers 15 a, 15 b are pressurized, it is possible that the pistons 14 a, 14 b are moved in the opening direction of the valve 6 against the spring force of the spring 18 and against the pressure on the valve disk 9 . The piston surfaces are specially dimensioned for this. About the piston rod 20 and the ball joint 24 , the valve 6 is opened against the flow direction of the medium to be controlled. The medium is then blown out via the blow-out line 5 . This has the consequence that the control chamber 3 of the safety valve 4 is suddenly relieved, the safety valve 4 is opened and pressure is released from the pressure vessel 17 . Due to the reduced differential pressure between the control line 2 and the blow-out line 5 , the closing force exerted on the valve plate 9 of the medium flowing through is reduced. However, in order not to hinder a closing of the valve 9 , the forces for opening the valve 9 must be reduced. This is done in that when the valve 9 is open, the first part of the piston 14 a closes the line 27 b with its head part, as a result of which the control device 28 and thus the piston chamber 15 b are no longer activated. It is now only the piston surface of the piston 14 a effective to keep the valve 9 open. The pressure and spring forces of the control device 1 are prepared for the closing process.

Ist der Betriebsdruck im Druckbehälter 17 wieder auf einen vor gegebenen Wert abgesunken, so kehren die Kolben 14a, 14b in ihre Ursprungslage zurück, wobei über das Kugelgelenk 24 der Ventil teller 9 in die geschlossene Position zurückgezogen wird und so daß das Ventil 6 geschlossen wird. Die Vorsteuereinrichtung 28 ist also nur für das Öffnen des Ventils 9 notwendig, da hierfür erhöhte Kräfte benötigt werden. Die jeweiligen betriebsmäßigen Stellungen des Ventiltellers 9 werden dabei über die Einrich tung 22 erfaßt und über eine Leitung 23b an eine Meldeeinrich tung 23c weitergeleitet.If the operating pressure in the pressure vessel 17 has dropped back to a given value, the pistons 14 a, 14 b return to their original position, with the valve plate 9 being retracted into the closed position via the ball joint 24 , so that the valve 6 is closed becomes. The pilot control device 28 is therefore only necessary for opening the valve 9 , since increased forces are required for this. The respective operational positions of the valve plate 9 are detected via the device 22 and passed on via a line 23 b to a signaling device 23 c.

Durch die Anordnung des zweiteiligen Kolbens 14a, 14b mit der Vorsteuereinrichtung 28 ist es möglich, der Steuereinrichtung 1 spezielle Ansprech- und Schließcharakteristika zuzuordnen. Es kann beispielsweise gewünscht sein, daß einerseits ein vorgege bener Druck nicht überschritten werden darf, andererseits je doch auch ein Mindestdruck im Druckbehälter 17 anliegen muß. Durch die präzise Einstellmöglichkeit der Vorsteuereinrichtung 28 und der Feder 18 kann ein solches Betriebsverhalten reali siert werden.The arrangement of the two-part piston 14 a, 14 b with the pilot control device 28 makes it possible to assign the control device 1 special response and closing characteristics. For example, it may be desired that, on the one hand, a pre-specified pressure must not be exceeded, on the other hand, however, a minimum pressure must also be present in the pressure vessel 17 . Such an operating behavior can be realized by the precise setting possibility of the pilot control device 28 and the spring 18 .

Die Steuereinrichtung 1 kann insbesondere bei Druckbehältern von Kraftwerken oder auch Kernreaktoren eingesetzt werden, bei denen der Wert auf eine sichere und präzise Druckhaltung gelegt wird.The control device 1 can be used in particular in pressure vessels of power plants or also nuclear reactors, in which the value is placed on safe and precise pressure maintenance.

Claims

1. Control device ( 1 ) for a safety valve ( 4 ) of a pressure vessel ( 17 ) working according to the relief principle, in which the pressure vessel ( 17 ) is connected via a measuring line ( 16 ) to the piston chamber ( 15 ) of a piston ( 14 ) Valve plate ( 9 ) in a valve chamber ( 2 a) on a valve seat ( 8 ) provided with an opening ( 11 ) is sprung, one end connected to the control chamber ( 3 ) of Sicherheitsven tiles ( 4 ) control line ( 2 ), one Ausblaselei device ( 5 ) and means for non-positive connection between the piston ( 14 ) and the valve plate ( 9 ) are provided, characterized in that the other end of the control line ( 2 ) is connected to the valve chamber ( 2 a) and the blow-out line ( 5 ) outside the valve chamber ( 2 a) is connected to the opening ( 11 ) on the valve seat ( 8 ).

2. Control device according to claim 1, characterized in that the piston ( 14 ) is under the pressure of a spring.

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that as a means for the force-locking connection a piston ( 14 ) arranged piston rod ( 20 ) and / or on the valve plate ( 9 ) arranged plunger ( 10 b) is used.

4. Control device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a ball joint ( 24 ) serves as means for the force-locking connection, the ball ( 24 a) in a pan ( 24 b) on the valve plate ( 9 ) and its Zap fen ( 24 c) is designed as a piston rod or its ball ( 24 a) in a pan ( 24 b) on the piston ( 14 , 14 b) and its pin fen ( 24 c) are arranged on the valve plate ( 9 ).

5. Control device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the piston ( 14 ) is assigned a further piston chamber ( 15 b) which is connected via a channel ( 21 ) to the piston chamber ( 15 ).

6. Control device according to one of claims 3, 4 or 5, characterized in that the piston rod ( 25 ) and / or a pin extending this ( 24 c) are mounted in a bearing which is provided with a bellows seal ( 26 ).

7. Control device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the piston ( 14 a, 14 b) is designed as a stepped piston with a first ( 15 a) and a second ( 15 b) piston chamber and that the piston ( 14 a, 14 b) associated piston chambers ( 15 a, 15 b) are connected to one another via lines ( 27 a, 27 b) and a pilot control device ( 28 ) arranged between them.

8. Control device according to one of claims 1 to 7, as by in that a means (22) for detecting the position of the valve disc (9) to the valve disc (9).