DE561680C - Sicherheitsventil - Google Patents

Description

. Überstrom-, Sicherheits- und Zusatzventile haben infolge eines schleichenden Ventilschlusses den Nachteil, daß sie einem starken Verschleiß ausgesetzt sind, der wiederum zu einer stets wachsenden Undichtigkeit im Betrieb führt. Dieser Nachteil macht sich besonders dann bemerkbar, wenn die Flüssigkeit oder das Gas, das vom Ventil gesteuert werden soll, chemisch auf dieses einwirkt, das Ventil somit aus einem korrosionsfesten Werkstoff gefertigt sein muß, der hinwiederum gewöhnlich mechanischen Beanspruchungen nur in geringem Umfange gewachsen ist. Aus diesen Gründen ist es z. B. nicht möglich, derartige Sicherheitsventile zur Regelung des Abströmens der chemisch aggressiven Übertreibgase von Zellstoffkochern anzuwenden.

Man hat bereits versucht, diese durch den schleichenden Schluß verursachten Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, daß man bei Erreichung des kritischen Druckes die Ventilbelastung plötzlich ganz oder teilweise durch einen vom Druckmesser gesteuerten Magneten abhebt. Diese Anordnung ermöglicht jedoch

as immer nur das Auflegen und Abnehmen der vollen Haupt- oder die Zusatzbelastung, wirkte also in jedem Falle stoßweise und plötzlich, woraus sich aber der Nachteil ergibt, daß auch das Öffnen des Ventils ruckweise erfolgt. Ein solches plötzliches Öffnen des Ventils hat aber bei chemischen Prozessen, insbesondere bei Zellstoffkochern, häufig eine Störung des Vorganges oder aber auch eine Überbeanspruchung des Ventilgestänges zur Folge.

Gemäß der Erfindung wird ein veränderliches Belastungsgewicht vorgesehen und unter die Einwirkung einer Steuervorrichtung gesetzt, die die Aufhebung und völlige Wiederanstellung der Ventilbelastung mit regelbarer Allmählichkeit zu veranlassen vermag, so daß die Öffnungs- und Schließvorgänge in ihrem zeitlichen und Größenverlauf, derart beherrscht werden können, wie dies den jeweiligen Betriebsbedingungen am besten entspricht. Das Ventil steht bei der neuen Anordnung so lange unter ausreichender Belastung und bleibt somit so lange geschlossen, bis der kritische Druck angenähert erreicht ist. Beim weiteren Anwachsen des Druckes wird durch regelbare und allmähliche Veränderung, des auf den Ventilabschlußkörper ausgeübten Belastungsmomentes eine beliebige Schließ- bzw. Öffnungskurve erzeugt, die die Nachteile der bekannten Anordnungen, nämlich einen schleichenden Ventilschluß einerseits und ein plötzliches Öffnen anderseits, vermeidet.

Die allmähliche Verringerung des Belastungsmomentes kann durch mannigfache Mittel erfolgen, z. B. durch Gewichtsverschiebung, Flüssigkeitsablauf, veränderliche magnetische Anziehung- u. dgl.

Eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Ventil unter der Einwirkung· einer durch die Druckverhältnisse gesteuerten hydraulischen Zusatzbelastung steht, ist in ίο der Zeichnung teilweise schematisch dargestellt.

Auf das Ventilabschlußglied g wirkt einerseits der Druck des zu regelnden Gases oder der zu regelnden Flüssigkeit, anderseits der am Ventilkörper drehbar befestigte Ventil· hebel«, der eine Hauptbelastungh stets gleicher Größe und eine veränderliche Zusatzbelastung trägt. Diese Zusatzbelastung ist als strömendes Flüssigkeitsgewicht ausgeführt und besteht aus einem Flüssigkeitsbehälter i mit einem vorzugsweise verstellbaren, relativ kleinen Flüssigkeitsablauf k und einem Flüssigkeitsüberlauf o, die beide in einen Überlaufbehälter s münden. Die Flüssigkeit, z. B. Wasser, wird an den Behälter/ über einen Druckregler/*, eine Zuleitung«, eine Sperre/ und einen Zulauft abgeliefert. Dadurch, daß der Zulauft gegenüber dem Ablauft des Behälters/ einen relativ großen Querschnitt erhält, fließt nur ein geringer Teil des Wassers durch den Ablauf k und der größte Teil durch den Überlauf ο zum Überlaufbehälter s. Hierdurch wird erreicht, daß für gewöhnlich das Wasser bis Überlauf reicht, der Behälter somit stets gleiche Wasserhöhe und gleiches Gewicht hat.

Die Flüssigkeitssperre/ besteht aus einer gabelförmigen Krümmung, an die der eine Schenkel eines U-förmigen Flüssigkeitsmanometers m angeschlossen ist. Der andere kugelförmig erweiterte Schenkel des Manometers m steht mit den Zellstoffkochern über eine Leitung/ in Verbindung.

Beim Überschreiten eines vorbestimmten Druckes wird die relativ schwere Manometerflüssigkeit, z. B. Quecksilber, in die gabelförmige Krümmung/ gepreßt. Sobald die Höhendifferenz der nunmehr als Abschluß dienenden Manometerflüssigkeit in beiden Schenkeln der Flüssigkeitssperre/ groß genug ist, um dem Druck des Wassers standzuhalten, fließt dieses durch vom Zulauf« jenseits der Sperre abgezweigte Nebenleitungen c, b unter Umgehung des Behälters i unmittelbar zum Überlaufbehälters. Die Nebenleitung c hat eine um ein geringes größere Steighöhe als der linke Schenkeln der Flüssigkeitssperre/, so daß für gewöhnlich das Wasser durch die Sperre / zum Zulauf; d fließt.

Die Belastungen sind vorzugsweise derart ausgelegt, daß das Hauptgewicht h einem Druck p-dp und der bis zum Überlauf gefüllte Behälter i einem Druck 2 dp die Waage hält, so daß bei vollem Behälter/ das Ventil erst bei einem Druck/? und dp öffnen kann. Das Manometer m ist seinerseits derart bemessen, daß die Sperrflüssigkeit bei einem Druck ρ in die Sperre / eintritt und die Wasserzufuhr zu dem Zulauf d und somit zu dem Behälter/ unterbricht. Sobald also der Druck ρ erreicht ist, beginnt der Behälter/ sich mit einer durch die Größe und Einstellung des Ablaufs k bedingten Allmählichkeit zu entleeren, und infolgedessen wird das Ventil £ sanft angehoben. Da nunmehr das vom Abschlußkörper auf den Ventilhebel ausgeübte Drehmoment das vom Hauptgewicht, leeren Behälter und vom Eigengewicht des Ventilhebels ausgeübte Gegendrehmoment erheblich übersteigt, wird das Ventil weit geöffnet. Der Druckregler/· hat die Aufgabe, ein Durchschlagen der Sperre/ zu verhindern.

Sobald der Druck um ein geringes den kritischen Druck/? unterschreitet, wird die Sperre/ wieder freigegeben, so daß sich der Behälter/ wieder füllt und das Ventilg unter Einwirkung des erhöhten Belastungsmomentes allmählich und trotzdem zuverlässig geschlossen wird.

An Stelle des in beliebiger Weise am Ventilkörper befestigbaren Behälters/ kann ein Tauchkörper vorgesehen sein, dessen auf den VentUkörper zur Einwirkung gelangendes Gewicht durch Eintauchen in ein feststehendes, mit Flüssigkeit gefülltes Gewicht vermindert wird. In diesem Fall wird vom Manometer beim Überschreiten eines kritischen Druckes der Zufluß der Flüssigkeit zum Be- ioo hälter freigegeben und hierdurch die Entlastung des Ventils erreicht. Schließlich kann in beiden Fällen an Stelle des Zulaufs der Ablauf gesteuert werden.

Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß das Ventil auch bei Versagen der Hilfsvorrichtung, ζ. Β. infolge Ausbleibens der Wasserzufuhr, noch betriebsfähig bleibt und bei Überschreiten des kritischen Drucks anspricht. Sie ist infolgedessen bei aller Arten von Ventilen anwendbar, insbesondere auch bei solchen, die infolge ihrer Verwendung als Sicherheitsventil von dem Ausbleiben einer Steuerkraft unabhängig sein müssen, eine Bedingung, die bei den von Servomotoren gesteuerten Ventilen nicht erfüllt ist.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Sicherheitsventil, dessen Abschlußorgan unter der Wirkung einer dauernden Gewichtsbelastung und eines Zusatzgewichtes steht, das beim Überschreiten

   des zulässigen Arbeitsdruckes selbsttätig abgehoben und beim Verschwinden des Überdruckes selbsttätig wiederhergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des abhebbaren Belastungsgewichtes durch eine Steuervorrichtung, beispielsweise Gewichtsverschiebung, Flüssig-■keitsablauf o. dgl., die unter der Einwirkung des das Abschlußorgan belastenden Betriebsdruckes steht, zwischen vollständiger Aufhebung und vollständiger Anstellung mit regelbarer Allmählichkeil verändert werden kann.
2. 2. Ventil nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das aufhebbare Belastungsgewicht ein strömendes Flüssigkeitsgewicht ist, dessen Flüssigkeitsbehälter einen vorzugsweise verstellbaren, relativ kleinen Flüssigkeitsablauf, einen die Gleichförmigkeit der Gewichtsbelastung bedingenden Flüssigkeitsüberlauf und einen relativ großen Flüssigkeitszulauf besitzt, welcher beim Überschreiten des zulässigen Betriebsdruckes selbsttätig unterbrochen wird, so daß die Belastungsflüssigkeit mit einer durch die Größe bzw. Einstellung des Ablaufes bedingten Allmählichkeit ablaufen kann, um die Ventilbelastung aufzuheben, und welcher nach Unterschreitung des zulässigen Betriebsdruckes selbsttätig wieder hergestellt wird, um eine allmähliche Wiederanstellung des Flüssigkeitsgewichtes zu veranlassen.
3. 3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung des Flüssigkeitsgewichts mit einer an einen Druckmesser angeschlossenen gabelförmigen Krümmung versehen ist, in weiche beim Überschreiten des zulässigen Betriebsdruckes eine relativ schwere Ab-Schlußflüssigkeit gedrückt werden kann, um das Zuströmen von Belastungsflüssigkeit zu unterbrechen.
4. 4. Ventil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung der Belastungsflüssigkeit jenseits der Flüssigkeitssperre mit einer Nebenleitung versehen ist, welche nach Unterbrechung der Flüssigkeitszuleitung zum Überlaufbehälter des Belastungsgewichts die weiter zuströmende Belastungsflüssigkeit an dem Behälter vorbei abzuleiten vermag.
5. 5. Ventil nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Flüssigkeitseinlauf und Unterbrechungsstelle der Flüssigkeitszuleitung ein Druckregler vorgesehen ist, welcher das Durchschlagen

   . der Flüssigkeitssperre verhindert.
6. 6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufhebbare Belastungsgewicht unter der Wirkung eines durch den Betriebsdruck gesteuerten Auftriebes einer Flüssigkeit steht, deren Flüssigkeitsspiegel durch Beeinflussung des Flüssigkeitszu- und -ablaufs verändert werden kann.
7. 7. Ventil nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsbehälter veränderliche Durchflußquerschnitte aufweisen, deren Größe die Offnungs- und Schließkurve des Ventils bestimmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen