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Sicherung nach Patent 627 7$2
In dem Patent 627 78.2 ist eine
Sicherung gegen Flammenrückschläge für Gasleitungen beschrieben, die mit einem Flüssigkeitsventil
zur Zurückhaltung schleichenden Sauerstoffs bauartlich vereinigt ist. Da die Wirksamkeit
derartiger Flüssigkeitsventile von einer stets hinreichenden Anfüllung mit Flüssigkeit
abhängig ist, so entbehrt die Sicherung noch der Eigenschaft voller Selbsttätigkeit.
Dies läßt sich dadurch erreichen, daß man bei der Rückschlagssicherung an der Stelle
des Flüssigkeitsventils ein besonders geartetes Ventil zum Zwecke der Zurückhaltung
schleichenden Sauerstoffs verwendet und die Steuerung beider Ventile in besonderer
Weise ebenfalls bauartlich vereinigt.
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Alle Ventile, die man bisher zur Verhinderung des Rücktretens schleichenden
Sauerstoffs verwandt hat, sind unbrauchbar, da sie, auch mit einer Membran gekuppelt,
ihre Schließwirkung auf den geringen Überdruck des zurücktretenden Sauerstoffs gründeten.
Dieser Überdruck sollte durch eine Membran gesammelt und von dieser auf ein Rückschlagventil
übertragen werden. 'Solche Ventile genügen aber nicht den an sie zu stellenden Anforderungen,
denn bei den allergeringsten Rückdrücken des schleichenden Sauerstoffs reicht auch
der gesammelte Druck nicht aus, die Reibungen und sonstigen Widerstände selbst eines
leichtesten Ventils zu überwinden und es mit dem nötigen Mindestdruck auf seinen
Sitz. zu setzen, der zur vollkommenen Abdichtung erforderlich ist. Vielmehr tritt
schleichender Sauerstoff durch die Undichtigkeiten auch eines geschlossenen Ventils
zurück, so daß eine Membran gar nicht erst in die Möglichkeit versetzt wird, einen
kleinen Überdruck zu sammeln.
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Bei Verwendung von Ventilen kann eine sichere Abdichtung schleichenden
Sauerstoffs nur erzielt werden, wenn man die zu geringe Druckwirkung des schleichenden
Sauerstoffs vollkommen außer Betracht läßt und bei den geringsten Rückdrücken den
Schluß des Ventils nur auf seinen eigenen Druck auf den Ventilsitz gründet, z. B.
durch Gewicht oder Feder, und den Druck hinreichend stark bemißt. In diesem Falle
genügen aber (und aus diesem Grunde hat man Ventile mit eigenem Druck bisher nicht
verwenden können) selbst bei Hochdruckacetylen die üblichen Gasdrücke nicht mehr,
um das Ventil zu heben, zumal, da eine zu starke Drosselung des Gases durch die
Sicherung vermieden werden muß. Es muß also eine besondere Vorrichtung geschaffen
werden, die es bei den zur Verfügung stehenden Gasdrücken ermöglicht, daß das Ventil
trotz seines eigenen Schließdruckes durch den Gasdruck geöffnet wird.
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Hierzu dienen zwei parallele, lose miteinander gekoppelte, von außen
her dem Gasdruck
ausgesetzte Membranen, deren eine eine größere
wirksame Fläche besitzt als die andere. Ähnliche Vorrichtungen sind bereits für
die Steuerung von Reduzierventilen verwendet worden. Der Zwischenraum zwischen den
Membranen ist geschlossen und nur andie Gasableitung angeschlossen. Diese-Membranen
wirken von der Gasseite her hebend auf das Ventil.
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In der Zeichnung stellt a ein schweres Ventil dar, das den schleichenden
Sauerstoff zurückhalten soll. Es wird durch die Nasen b geführt. Das Brenngas strömt
von dem Rohr c aus in der Pfeilrichtung durch die Sicherung in das Rohr d, das zum
Gebrauchsort führt. Zum Öffnen des Ventils a dienen die beiden Membranen
e und f, die durch die Druckübertragungskörper g und h mittig versteift
und durch diese Körper miteinander gekuppelt sind. Zur übertragung des Druckes der
Membranen von unten her auf das Ventil a dient die Spiralfeder
i, die bei geschlossenem Ventil a, d. h. in Ruhestellung, beiderseits ohne
Spannung anliegt.
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Die untere Membran hat eine größere wirksame Oberfläche als die andere.
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Ist das Ventil a geschlossen, so wirkt von unten her im Sinne seiner
Öffnung der Unterschied der Gasdrücke auf die beiden Membranen. Voraussetzung ist
hierbei, daß in dem Raum zwischen den beiden Membranen ein geringerer Druck herrscht
als unterhalb der größeren Membran. Dies wird dadurch erreicht, daß dieser Raum
mit dem Rohr k an die Ableitung d angeschlossen wird. Ist das Ventil a geschlossen,
so findet die Druckentlastung dieses Raumes und somit das Anheben des Ventils a
durch Öffnen der Zapfleitung d statt.
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Bei rücktretendem Säuerstoff erfolgt ein voller Druckausgleich im
ganzen Rohrbereich; auf beide Membranen wirken auf jede ihrer Seiten die gleichen
Drücke, die sich gegenseitig aufheben. Infolgedessen fällt das Ventil a mit seinem
ganzen Gewicht auf seinen Sitz und schließt die Rohrleitung auch gegen den geringsten
Druck schleichenden Sauerstoffs.
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Es ist nun möglich, ein solches Ventil, das von zwei miteinander gekuppelten
Differentialmembranen gesteuert wird und nur der Verhinderung des Rücktretens schleichenden
Sauerstoffs dient, mit einem Rückschlagventil z. B. nach Patent 6a7 782 in
der Weise zu vereinigen, daß für den Fall einer Explosion mittelbar oder unmittelbar
unter der unteren der beiden Membranen ein Flammenrückschlagventil angeordnet wird.
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Die beiden Membranen würden dann gleichzeitig zwei Aufgaben dienen,
und hierin liegt vorwiegend einer der Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung,
nämlich einerseits der Öffnung des Ventils, das gegen schleichenden Sauerstoff wirkt,
und anderseits der Absperrung einer entstandenen Ex-.plosion in bekannter Weise
durch Schließung des Flammenrückschlagventils.
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In der Zeichnung stellt in das unter der größer=en Membran angeordnete
Flammenrückschlagventil dar, das durch die Leisten iz geführt wird'und im Falle
einer Explosion durch den Körper g auf seinen Sitz gedrückt wird.
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Erforderlich ist es, daß die Rohrleitung o, die die Räume unter und
über den beiden Membranen verbindet, eine solche Länge erhält, daß sie als Verzögerungsleitung
wirkt, so daß die Flamme das Ventil m erst nach seiner Schließung erreicht.
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Zum Schutze der beiden Membranen gegen Zerstörung infolge des durch
die Verzögerungsleitung gegangenen von unten wirkenden Schlages sind die Anschläge
p und q am Gehäuse für die Körper g und h vorgesehen; außerdem die bekannten Schutzbleche
r.
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Die Feder i soll stark genug sein, um beim Anheben des Ventils d -von
unten her den überdruck der Membran e übertragen zu können, ohne sich wesentlich
zusammenzudrükken, jedoch genügend federnd, um bei auftretenden starken Explosionen
von unten her die Körper g und lt von dem Trägheitsmoment bzw. dem Federdruckwiderstand
des Ventils a zu entlasten und damit vor der Gefahr einer Verformung zu schützen.
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Für den Fall des zurücktretenden Sauerstoffs empfiehlt es sich, dafür
zu sorgen, daß das explosible Gemisch auch in den Zwischenraum zwischeai den. beiden
Membranen gelangt, damit auch hier eine Explosion stattfindet, denn bei rücktretendem
Sauerstoff wird sein Eindringen in ein nur einseitig offenes Rohr k nur langsam
vor sich gehen, und bei schwachen Gasgemischen könnte es vorkommen, daß lediglich
der auf die obere, kleinere Membran wirkende und ein durch die Rohrverbindung k
übertragener flammenloser auf die untere Membran wirkender Stoß nicht ausreichen,
um das Flammenrückschlagventil sicher zu schließen; außerdem bildet eine zwischen
den Membranen stattfindende Explosion einen Schutz gegen die von unten her auf die
untere Membran durch den Explosionsstoß ausgeübte zerstörende Einwirkung. Zu diesem
Zwecke verbindet man den Membranzwischenraum außer durch die Rohrleitung k durch
eine zweite gleichartige (nicht gezeichnete) Rohrleitung mit der Zapfleitung d und
sorgt dadurch, daß man die Mündungen dieser beiden Rohre in das Zapfrohr d im einen
Falle. gegen und im anderen Falle in gleicher Richtung mit dem zurücktretenden Gasgemisch
einmünden
läßt, dafür, daß die Gase in diesem Rohrsystem in Bewegung kommen und daß somit
im Falle einer Explosion -auch in dem Membranzwischenraum ein Gasgemisch sich vorfindet.