DE654608C

DE654608C - Sicherheitseinrichtung an Gasdruckreglern

Info

Publication number: DE654608C
Application number: DER93584D
Authority: DE
Original assignee: R A B Regler und App Bau G M B
Current assignee: R A B Regler und App Bau G M B
Priority date: 1935-06-15
Filing date: 1935-06-15
Publication date: 1937-12-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung an Gasdruckreglern, Gasmangelsicherungen u. dgl. Sie stellt sich die Aufgabe, derartige Geräte ohne die Verwendung von komplizierten Schließvorrichtungen oder von Ausblasetöpfen mit einer Einrichtung zu versehen, durch welche bei zu hohem Verbrauchsdruck z. B. infolge von Störungen am Regelventil bei Reglern und bei Undicht heit der Arbeitsmembran das' Gerät abgeschaltet wird.

Zur Herbeiführung dieses Abschaltvorganges bedient sich die Erfindung des Mittels, im Bedarfsfalle einen Druckausgleich zwischen den Räumen über und unter der Arbeitsmembran herbeizuführen, wodurch die Membran infolge ihres Eigengewichtes und ihrer Belastung herabfällt und dabei ein gegebenenfalls neben einem Regelventil vorgesehenes Absperrventil für die Gasdruckleitung schließt. Dieser Gedanke ist an sich bekannt und z. B. für Hochdruckregler zum Zwecke des Abschaltens bei Undichtheit der Arbeitsmembran infolge von Rißbildungen ο. dgl.

bereits vorgeschlagen worden. Erforderlich ist dann aber, daß das Atemloch klein gehalten werden muß, damit auch bei kleineren Leckgasmengen der Druck im Atemraum rasch auf die Höhe des Verbrauchsdruckes ansteigt und die Abschaltung bewirkt. Andernfalls ist der Sinn dieser Sicherung nicht erfüllt, da der steigende Druck im Atemraum eine zusätzliche Belastung der Membran darstellt und der Regler den Verbrauchsdruck auf einen unzulässig hohen Wert einregelt. Eine enge Atemöffnung hat aber zur Folge, daß die Arbeitsmembran durch die dann im normalen Betrieb auftretende Verdichtung und Entspannung der in den Atemraum eingeschlossenen. Luftmenge stark in ihrer Regel- - empfindlichkeit beeinträchtigt wird, was natürlich nachteilig ist.

Auch zum Zwecke der Abschaltung bei einer unzulässigen Erhöhung des Verbrauchsdruckes ist die Herbeiführung eines Druckaus- gleiches zwischen den Räumen beiderseitig der Arbeitsmembran schon vorgeschlagen worden. Als Schaltorgan hierfür ist jedoch bei diesen bekannten Ausführungen ein Flüssigkeitsschloß vorgesehen. Diese Regler haben sich aber aus mancherlei Gründen, z. B. wegen des umständlichen Aufbaues, der sorgsamen Wartung und mangelnden Frostsicherheit, nicht bewährt.

Schließlich hat man geglaubt, bei Gasdruckreglern einen Druckausgleich im Bedarfsfalle auch dadurch herbeiführen zu können, daß man in die Arbeitsmembranen Überdruckventile einbaute, welche bei zu starkem Verbrauchsdruck dem Gas einen Weg von der Unterseite der Membran nach ihrer Oberseite ermöglichten. Diese Vorrichtungen sind in Wirklichkeit jedoch nur Sicherungen gegen ein Zerreißen der Membran infolge

des erhöhten Verbrauchsdruckes. Denn da ein Überdruckventil nur auf einen gewissen Druckunterschied anspricht und immer dann wieder zuschlägt, wenn dieser vorbestimmten Wert des Druckunterschiedes verschwindipt^ so besitzt die Arbeitsmembran gar nicht die Möglichkeit, herabzufallen und das Absperrventil zu schließen. Sie wird sich im Gegenteil dauernd im Schwebezustand befinden und ίο kann so den beabsichtigten Zweck nicht erfüllen. Selbst wenn durch andauerndes Lupfen des Überdruckventils bei gleichzeitiger enger Bemessung des Atemloches der Druck zu beiden Seiten der Arbeitsmembran immer höhere Werte erreicht, so bleibt doch der Druckunterschied, der die Arbeitsmembran in der Schwebe hält, erhalten mit dem Erfolg, daß sich in der Verbrauchsleitung unbeschadet des Vorhandenseins der Sicherheitseinrichtung als Dauerzustand ein unzulässig hoher Druck einstellt.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile der vorbekannten Ausführungsformen in der Weise, daß an der Arbeitsmembran des betreffenden Gerätes, wie Gasdruckregler, Gasmangelsicherung u. dgl., ein Druckaüsgleichsventil angeordnet wird, worunter ein Ventil zu verstehen ist, welches als Folge seines Lupfens offen bleibt und dem Gase einen genügend breiten Durchlaß nach der Oberseite der Arbeitsmembran öffnet, um einen sofortigen Druckausgleich herbeizuführen. Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Erfindungsgegenstandes für Gasdruckregler besteht darin, idäs Druckausgleichsventil in Form eines durch eine Hilfsmembran gehalterten tassenförmigen Ventiltellers auszubilden, welcher sich mit seinem Rand infolge einer passend gewählten Gewichtsbelastung, welche einen Teil der Gesamtbelastung der Arbeitsmembran bildet, auf der Versteifungsplatte der Arbeitsmembran abstützt und an seiner Unterseite unter der Einwirkung des Verbrauchsdruckes steht. Bei einer solchen Ausbildung wird einerseits erreicht, daß das Druckausgleichsventil sowohl bei auftretendem zu hohen Verbrauchsdruck als auch bei undichter Arbeitsmembran anspricht. Denn das beim Lupfen des Ventiltellers oder durch den Membranriß auf die Oberseite der Arbeitsmembran übertretende Gas mit höherem Druck wirkt sich sogleich auf die große Fläche der Hilfsmembran aus. Diese steigt und reißt dabei das Ventil mit seinem großen Durchlaßquerschnitt auf, so daß ein plötzlicher Druckausgleich herbeigeführt wird und die infolgedessen herabfallende Arbeitsmembran das Absperrventil für die Hochdruckleitung schließt, bevor der erhöhte Verbrauchsdruck Zeit gehabt hat, in die hinter dem Regler liegende Anlage vorzudringen. Auf der anderen Seite ermöglicht diese Ausbildung eine derartige Bemessung des Atemloches, daß keine nachteiligen Verdichtungs- und Ent-.' 'SDannungserscheinüngen der in den Ätemraum ^"eingeschlossenen Luftmenge auftreten können. .In der Ausführung als Gasmangelsicherung ■ fällt das Regelventil fort. Dafür ist dann in bekannter Weise in das Absperrventil ein feiner Nebendurchlaß eingearbeitet. An der Wirkungsweise der Gasmangelsicherung ändert sich nichts. Dafür wird aber jetzt die Gasmangelsicherung die Gasleitung, selbst wenn alle Hähne der Verbrauchsanlage ordnungsgemäß geschlossen sind, auch dann absperren, wenn ihre Arbeitsmembran undicht ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes als Hochdruckregler ist in der Zeichnung (Abb. 1 bis 3) schematisch dargestellt.

Das Reglergehäuse 1 (Abb. 1) besitzt den Gaseinlaßstutzen 2, den Auslaßstutzen 3 und eine Zwischenwand 4, welche als Ventilsitz für das Regelventil 5 und das Absperrventil 6 dient, welche als Doppelventil auf der Spindel 7 der durch das Gewicht 8 belasteten Arbeitsmembran 9 angeordnet sind. Die Regeldruckkammer 10 unterhalb der Arbeitsmembran 9 ist durch eine Steuerstrombohrung go 11 mit dem Niederdruckraum des Reglers verbunden, wobei der Querschnitt der Bohrung 11 geringer bemessen ist als derjenige der Bohrung 12, die von der Kammer 10 durch die Versteifungsplatte 13 der Arbeitsmembran in den Innenraum eines tassenförmigen Ventiltellers 14 führen. Der Ventilteller 14 ist mittels einer im atmenden Raum 15, dessen Atemloch 16. genügend groß bemessen ist, vorgesehenen Hilfsmembran 17 gehaltert, durch ein Gewicht 18 belastet und ruht mit seinem Rand auf einer Dichtungsscheibe 19 an der Versteifungsplatte 13 auf.

Beim Ausführungsbeispiel ist der Ventilteller 14 an einer Verlängerung 20 der Membranspindel 7 geführt, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Die Anordnung kann z. B. auch so getroffen sein, daß die Verlängerung der Ventilspindel hohl und als Druckausgleichsventil ausgebildet ist, indem n₀ sie durch Bohrungen mit der Regelkammer 10 in Verbindung steht und oben durch das an der Hilfsmembran gehalterte Hilfsventil verschlossen wird. Die Ventilausbildung kann natürlich auch ganz abweichend ausgebildet sein. So ist es z. B. möglich, das Ventil nach Art der bekannten Selbstschlußventile so auszubilden, daß es, einmal vom Überdruck auf der Verbrauchsseite geöffnet, nicht mehr zugeht, während die Öffnung des gleichen Ventils bei Undichtheit der Arbeitsmembran durch eine im atmenden Raum vorgesehene osmo-

Claims

tische Zelle ο. dgl. bewirkt wird. Eine derartige Ausführung ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Bei dieser ist auf der Versteifungsplatte 13, zweckmäßig unter einem Haltebügel 21, einerseits eine losmotische Zelle 22, andererseits ein durch eine Feder gespannter Schaltkolben 23 vorgesehen. Diese können unabhängig voneinander über Kraftzüge 24, 25 auf ein Schnellschlußventil 26 einwirken, weldies bei seiner Auslösung durch Öffnen der Kanäle 27 dem Gase einen querschnittsgroßen Weg nach dem atmenden Raum zu eröffnet. Wesentlich für die Erfindung ist nur, daß das Ventil, wenn es angesprochen hat, auch offen bleibt und einen solchen Gasdurchgangsquerschnitt freigibt, daß ein Druckausgleich der Räume beiderseitig der Arbeitsmembran eintritt. Wenn es aus besonderen Gründen nicht darauf ankommt, daß der Apparat auch bei undichter Arbeitsmembran abschalten soll, sondern nur bei zu hohem Verbrauchsdruck, so kann, wie Abb. 3 zeigt, die Anordnung auch so getroffen sein, daß die Versteifungsplatte 13 der Arbeitsmerribran 9 einen nach der Verbrauchsdruckkammer wie nach dem atmenden Raum zu offenen Zylinder 28 trägt, in welchem sich ein gut eingepaßter Kolben

29 bewegen kann, der an einem Kippgewicht

30 geführt ist, das gleichzeitig den Kolben belastet. Bei einer unzulässigen Erhöhung des Verbrauchsdruckes wird der Kolben 29

' nach oben gedrückt und dadurch das Kippgewicht 30 aus seiner Ruhelage bis über den Kippunkt angehoben. Der Kipphebel fällt dabei in· seine andere Endstellung und zieht gleichzeitig den Kolben 29 vollständig aus dem Zylinder 28 heraus, so daß infolge des dadurch freigegebenen größeren Durchlaßquerschnittes ein sofortiger Druckausgleich der Räume beiderseitig der Arbeitsmembran und, damit verbunden, die Absperrung der Gasdruckleitung eintritt. Schließlich ist es natürlich auch durchaus möglich, das Druckausgleichsventil in einem parallel zur Arbeitsmembran liegenden Verbindungskanal zwischen den Räumen beiderseitig der Membran anzuordnen und in geeigneter Weise durch diese zu steuern.

Die Wirkungsweise des dargestellten Ausführungsbeispieles ist folgende:

Während der normalen Regeltätigkeit bewegt sich die Hilfsmembran 17 mitsamt der Ventilanordnung 14 zusammen mit der Arbeitsmembran 9 und übt keinerlei Wirkung aus.

Bei unzulässig hohem Verbrauchsdruck wird der eine verhältnismäßig große, wirksame, ge- j drückte Fläche aufweisende Ventilteller 14 gelupft. Das dadurch in den Raum zwischen den beiden Membranen 9 und 17 eintretende Gas mit höherem Druck bringt die Hilfsmembran 17 sogleich zum Steigen, wodurch das Ventil 14 voll geöffnet wird und offen bleibt, so daß der erstrebte und die Abschaltung herbeiführende Druckausgleich der Räume zu beiden Seiten der Arbeitsmembran 9 eintritt.

' Bei Undichtheit der Arbeitsmembran infolge Rißbildung ο. dgl. wirken sich die hindurchtretenden Leckgasmengen auf die große Fläche der Hilfsmembran aus und lupfen dadurch das Ventil 14. Das nunmehr am Ventil 14 übertretende Gas bringt die Hilfsmembran vollends zum Steigen und bewirkt dadurch die Abschaltung des Reglers in der vorbeschriebenen Weise.

Pa τ ε ν τ α nspr ü c η ε:

ι. Sicherungseinrichtung an Gasdruckreglern, Gasmangelsicherungen und ahnliehen Gasgeräten gegen Überdruck mit einem in die Arbeitsmembran eingesetzten Druckausgleichsventil, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an der Arbeitsmembran (9) ein besonderes, unter dem Einfluß des Gasdruckes relativ zur Membran (9) bewegliches Flächenstück mit einer sich gegen die Membran (9) abstützenden. Belastung vorgesehen ist, und daß Mittel vorhanden sind, die das von dem Flächenstück (mittel- oder unmittelbar) freigegebene Druckausgleichsventil offen halten, unabhängig davon, ob der Überdruck bleibt oder verschwindet.
2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil an der Arbeitsmembran (9) in einem an einer Hilfsmembran (17) in dem Atemraum (15) angeordneten Ventilteller (14) besteht, der sich mit seinem Rand auf der durchlochten Versteifungsplatte (13) der Arbeitsmembran (9) abstützt.
3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Durchtrittsbohrungen (12) aus der Regeldruckkammer (10) in den Hohlraum des Ventils (14) größer ist als der Querschnitt der Steuerstrombohrung (11).
4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (14) des Druckausgleichsventils an einer Verlängerung (20) der Spindel (7) der Arbeitsmembran (9) geführt ist.
5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil an der Arbeitsmembran als Kraftspeicherventil (26, 27) ausgebildet ist, welches bei zu hohem Verbrauchsdruck durch das Anlupfen des als

Kolben wirkenden Ventiltellers (23) und bei Undichtheit der Arbeitsmembran durch eine osmotische Zelle (22) ausgelöst wird.
6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichsventil an der Arbeitsmembran als in einem zylindrischen Teil gleitender Kolben (29) ausgebildet ist, der mit einer Kippgewichtsanordnung (30) in Verbindung steht, durch deren Kippen bei zu hohem Verbrauchsdruck der Kolben aus dem Zylinder herausgezogen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen