DE4134020A1 - Notabschaltventil fuer fluide unter hohem druck - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Leitungen für Fluide un­ ter hohem Druck, und insbesondere ein Ventil, was in einer Fluidleitung für hohen Druck zwischen der Quelle des Fluid­ drucks und den stromabgelegenen Verteilungsleitungen zwi­ schengeschaltet ist.

Wenn Fluid mit hohem Druck von einer Quelle zu einem Ver­ brauchsort oder zur Verarbeitung transportiert wird, ist es von einem ökonomischen Standpunkt aus wünschenswert, für die Verteilungsleitungen Leiter zu verwenden, die in der Lage sind, den Fluidfluß unter Druck auszuhalten, die aber nicht in der Lage sind, den Drücken zu widerstehen, die entstehen, wenn die Geräte falsch funktionieren oder jemand versehentlich ein Ventil in dem stromabgelegenen Endab­ schnitt der Verteilungsleitung oder der Verteilungsleitun­ gen schließt. Eine solche Fehlfunktion oder ein solches versehentliches Schließen eines Ventils führt dann dazu, daß die Verteilungsleitung bricht. Dadurch entsteht eine gefährliche Situation für Ausrüstung oder Personal.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Notabschaltventil vor, welches in Fluidleitungen zwischen der Quelle des Fluids unter hohem Druck und der stromabgelegenen Verteilungslei­ tung oder den Verteilungsleitungen zwischengeschaltet wird.

In Industrieanlagen, wie oben beschrieben, war es bisher üblich, ein oder mehrere Überdruckablaßventile in die Flüs­ sigkeitsleitungen einzubauen, die im Falle eines Anstiegs des Drucks über einen vorherbestimmten sicheren Pegel öff­ net, um das Fluid abzulassen. Dies ist jedoch nicht wün­ schenswert, wenn das unter hohem Druck befindliche Fluid giftig oder sehr wertvoll ist, oder wenn es aus ökologi­ schen Gründen unvertretbar ist.

Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile des Standes der Technik, in dem sie eine Ventilvorrichtung vor­ sieht, die in einer Fluidleitung zwischen der Quelle und ihrer Verbindung mit einer Verteilungsleitung zwischenge­ schaltet ist, so daß im Falle einer Unterbrechung des Flus­ ses stromab dieses Ventil sofort das Fluid daran hindert, in die Verteilungsleitung einzutreten, sobald sich ein Fluiddruck über einem vorbestimmten Wert hinaus aufbaut.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Aufrißdarstellung des Ventils;

Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1;

Fig. 3 eine vertikale Querschnittsdarstellung, teilweise im Aufriß, die im wesentlichen entlang der Linie 3-3 der Fig. 2 aufgenommen und auf einen größeren Maßstab vergrößert ist; und

Fig. 4 eine horizontale Querschnittsdarstellung entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet das Ventil als Ganzes, wel­ ches einen Körper 12 und einen durch den Druck des Fluids knickbaren Stift 14 umfaßt, der normalerweise in dem Stift­ käfig 16 gelagert ist. Der Körper des Ventils ist in Längs­ richtung durchbohrt, um einen Einlaßanschluß 18 zu bilden, der axial mit einer Quelle eines Fluids unter größerem Druck als Atmosphärendruck verbunden ist. Diese Fluidquelle ist durch die unterbrochenen Linien 19 angedeutet. Der Ven­ tilkörper weist an seinem gegenüberliegenden Ende eine Ge­ genbohrung auf, wie bei 20, um dort in einem Gewinde einen Ventildeckel 22 aufzunehmen. Der Ventilkörper ist weiterhin mit einem Auslaßanschluß 24 versehen, der zur axialen Ver­ bindung mit einer Verteilungsleitung 25 dient. Der Ein­ gangsanschluß und der Ausgangsanschluß definieren einen Durchgangsweg 26 für das Fluid durch den Körper 12. Der Durchgangsweg 26 ist an der Schnittstelle der Anschlüsse 18 und 24 erweitert, so daß er eine Kammer 28 bildet und so sicherstellt, daß ein hinreichendes Fluidvolumen durch den Ventilkörper durchströmen kann, wie dies beschrieben wird.

Der Ventildeckel weist einen Kopfendabschnitt 30 und einen Stielabschnitt 31 mit verringertem Durchmesser auf, der in die Gegenbohrung 20 des Ventilkörpers eintritt. Der Ventil­ deckel ist in Längsrichtung durchbohrt, wie bei 32 darge­ stellt, und, wie bei 34 und 36 dargestellt, von seinem in­ neren Ende gegengebohrt, so daß ein ringförmiger stromauf­ wärts gerichteter Ventilsitz 38 an der inneren Grenze der Gegenbohrung 36 gebildet wird. Der Stiel des Ventildeckels ist mit einer Vielzahl von transversalen Bohrungen 40 (Fig. 4) in dem Bereich seiner Gegenbohrung 24 versehen und bil­ det einen Teil des Durchgangswegs 26 für das Fluid.

Ein Ventil 42 mit einem verlängerten Stielabschnitt 44 wird gleitend von der Bohrung 32 des Ventildeckels aufgenommen. Es umfaßt einen Ventilkopf 46, welcher auf dem Ventilsitz 38 aufsitzen kann, wenn der Stiel des Ventils in Längsrich­ tung relativ zu dem Ventildeckel bewegt wird. Der Ventil­ kopf 46 umfaßt einen Ventilsitz, der einen O-Ring 47 enthält, um so eine gegen das Fluid dichte Abdichtung si­ cherzustellen. Der Stiel ist in der Nähe des Ventilkopfes 46 in seinem Durchmesser verringert, wie bei 44′ darge­ stellt, um das Durchflußvolumen in dem Durchgangsweg für das Fluid aufrechtzuerhalten.

Mehrere O-Ringe 48 dichten den Stiel des Ventildeckels mit dem Ventilkörper und den Ventilstiel 44 mit der Bohrung 32 des Deckels ab. Ein Schnappring 50, der den herausstehenden Endabschnitt des Ventilstiels umgibt, verhindert, daß der Ventilstiel vollständig in den Deckel 22 eindringt.

Der Stiftkäfig 16 umfaßt eine obere Platte 52, die parallel und axial beabstandet im bezug auf den Kopf 30 des Deckels durch mehrere Pfosten 54 gehalten wird, die sich durch zu­ sammenwirkende Bohrungen in der oberen Platte 52 erstrecken und die mit dem Kopf 30 des Deckels radial und im bezug auf den Umfang mit gleichem Abstand verschraubt sind. Eine gleiche Anzahl von Manschetten 56 umgeben jeweils die Pfo­ sten 54. Eine Pfostenmutter 58 ist mit dem dem Kopf 30 des Deckels gegenüberliegenden Ende des jeweiligen Pfostens verschraubt. Die obere Platte 52 ist in ihrer Mitte durch­ bohrt und mit einem Gewinde versehen, das dazu dient, eine Stiftlagermutter 60 aufzunehmen. Die sich gegenüberstehen­ den Enden der Stifthaltemutter 60 und des Ventilstiels 44 sind koaxial angebohrt, um Büchsen 62 zu bilden, die je­ weils Stiftführungseinsätze 64 aufnehmen, in denen jeweils entsprechende Endabschnitte des Stiftes 14 untergebracht sind. Jeder der Pfosten 54 ist axial von dem Ende her ange­ bohrt, welches dem Ventildeckel abgewandt ist. Diese Boh­ rungen dienen zur Aufnahme von Reservestiften 14′, die mit­ tels eichelförmiger Muttern oder Kappen 66 in ihrem jewei­ ligen Pfosten festgehalten werden.

Ein Paar konventioneller Ablaßventile 68 und 70 sind je­ weils mit dem Ventilkörper auf der stromab und stromauf des Ventilsitzes 38 gelegenen Seite an dem Ventilkörper ange­ schlossen. Sie dienen den im folgenden beschriebenen Zwecken.

Im Betrieb wird das wie oben beschrieben zusammengebaute Ventil zwischen die Fluidleitungen 19 und 25 gesetzt. Falls die Strömung in der stromab liegenden Verteilungsleitung 25 unterbrochen wird, wirkt der Druckaufbau in dem Durchgangs­ weg 26 des Ventils auf die Fläche des Stiels 44 gegenüber dem Atmosphärendruck und führt zu einer axialen Kraft, die von dem Stift 14 aufgenommen wird. Wenn die Axialkräfte den Knickpunkt des Stiftes erreichen, wie er gemäß des Euler′schen Gesetzes bestimmt wird, erfolgt eine Bewegung des Ventilstiels 44 in dem Deckel, wodurch das Ventil ge­ schlossen wird und der Stift 14 zusammenbricht. Dadurch wird der Fluß des Fluids durch den Durchgangsweg 26 unter­ brochen.

Um eine Fehlfunktion oder das Problem in der stromabgelege­ nen Verteilungsleitung 25 zu beheben, kann das Ablaßventil 68 geöffnet werden, um Fluid unter hohem Druck, welches im Ventil 10 und seiner Verteilungsleitung 25 enthalten ist, abzulassen. Nachdem das Problem behoben worden ist, wird der Fluiddruck von stromaufwärts gegen den Ventilkopf 46 abgestellt und das andere Ablaßventil 70 geöffnet, so daß der Fluiddruck in dem stromaufgelegenen Ende des Fluid­ durchgangs des Ventils abgelassen wird. Danach kann das Ventil 42 von Hand zurückgesetzt werden, indem sein Stiel 44 in Stromaufwärtsrichtung bewegt wird, um den Ventilkopf vom Ventilsitz zu entfernen. Der Schnappring 50 unterbricht die Stromaufbewegung des Ventilstiels. Der beschädigte Stift 14 wird entfernt, indem die Stifthaltemutter 60 ent­ fernt wird und ein neuer Stift 14′ wird aus einem der Pfo­ sten 54 entnommen und zwischen die Stifthaltemutter 60 und den Ventilstiel eingesetzt. Danach kann das Fluid stromauf­ wärts freigegeben werden und es kann seinen Fluß durch den Durchgangsweg 26 fortsetzen.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeich­ nungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich selbst als auch in be­ liebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (5)

1. Notabschaltventil für Strömungsleitungen für Fluide un­ ter hohem Druck, gekennzeichnet durch einen Ventilkörper (12) mit einem Eingangsanschluß (18) und einem Ausgangsanschluß (24), die einen Durchgangsweg (26) für das Fluid bilden, der in die Strömungsleitung (19) eingesetzt wird, einen Ventilsitz (38), der den Durchgangs­ weg (26) des Fluids schneidet, eine normalerweise offene Ventileinrichtung (42), die in dem Ventilkörper (12) beweg­ lich gelagert ist, so daß sie sich auf den Ventilsitz (38) zu bewegen und den Durchgangsweg (26) für das Fluid schließen kann und einen axial knickbaren Stift (14), der normalerweise die Ventileinrichtung (42) in Richtung auf eine Position, bei der der Durchgangsweg für das Fluid of­ fen ist, vorspannt und der die Ventileinrichtung freigibt, so daß sie sich auf den Ventilsitz (38) setzen kann, sofern ein bestimmter Wert des Fluiddrucks in dem Durchgangsweg für das Fluid überschritten wird.

2. Notabschaltventil nach Anspruch 1, wobei die Ventilein­ richtung (42) durch einen Ventilkopf (46), der dazu dient, sich auf den Ventilsitz (38) zu setzen und einen Ventil­ stiel (44), der in dem Körper (12) gleitfähig gelagert ist und einen Endabschnitt aufweist, der aus dem Körper heraus­ ragt, gekennzeichnet ist.

3. Notabschaltventil nach Anspruch 2, wobei der Stift durch einen Stiftkäfig (16), der eine obere Platte (52) umfaßt, die an dem Körper (12) axial nach außen stehend im bezug auf das nach außen vorstehende Endstück des Ventilstiels (44) befestigt ist, umfaßt, und einen länglichen stangenar­ tigen Stift (14), der sich axial zwischen dem Endstück des Ventilstiels und der oberen Platte erstreckt, gekennzeich­ net ist.

4. Notabschaltventil nach Anspruch 3, wobei der Stiftkäfig (16) weiter durch eine Vielzahl von Pfosten (54) gekenn­ zeichnet ist, die den Stift (14) radial beabstandet umgeben und die obere Platte (52) mit dem Ventilkörper (12) verbin­ den.

5. Notabschaltventil nach Anspruch 4, weiter gekennzeichnet durch Fluiddruckablaßventile (68 bis 70), die mit dem Kör­ per (12) verbunden sind und mit dem Durchgangsweg (26) für das Fluid in Verbindung stehen und die jeweils an der stromauf und stromab gelegenen Seite des Ventilsitzes (38) angebracht sind.