DE69304662T2 - Selbständiges Sicherheitsventil für Notfälle - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Ventil, insbesondere ein selbständiges Sicherheitsventil für Notfälle, welches manuell und durch eine Feder betätigt wird, und welches in jedem Falle schließt, wenn die vorgegebenen oberen und unteren Schwellwerte für den Druck überschritten werden.
• Nach dem Stand der Technik sind Sicherheitsventile für Notfälle bekannt, welche hydraulisch oder elektrisch betrieben werden. Dies macht es erforderlich, daß die Antriebsquelle (hydraulisch oder elektrisch) am Ventil verfügbar ist, um zu sichern, daß das Ventil in Abhängigkeit von den Leitungsbedingungen schließt. Das Gerät, das von der Firma Barber Industries Ltd. in Calgary, Alberta, Canada (T2H 2P3) und in Edmonton, Alberta, Canada (T6E 4S8) hergestellt und als RAPRESCO DYNE bezeichnet wird, ist dazu bestimmt, als selbständiges Sicherheitssystem für Notfälle an rückwärts wirkenden Schieberventilen, welche elektrisch oder hydraulisch betätigt werden, zu dienen.
• US-A-3 429 321 offenbart einen Sicherheitsventilantrieb, welcher Federn für obere und untere Schwellwerte, sowie eine Feder verwendet, um das Ventil zu schließen, und bei welchem das Ventil nach dem Auslösen manuell zurückgestellt wird. Ein schwenkbarer Auslösehebel ist so angeordnet, daß er an einer Schulter an der Welle angreift, um deren Schließbewegung zu verhindern, bis der Auslösehebel aus dem Eingriff mit der Schulter herausgeschwenkt wird. Das Schwenken des Auslösehebels ist das Ergebnis einer unter hohem Druck stehenden Betätigung, die an einem Teil des Auslösehebels nach oben zieht und einer unter niedrigem Druck stehenden Betätigung, die an einem zweiten Teil des Auslösehebels nach unten schiebt. Beides veranlaßt den Auslösehebel zum Schwenken, so daß er mit der Schulter außer Eingriff gerät, und das Ventil schließt durch die Kraft der an der Welle befindlichen Feder.
• Beim Zurücksetzen muß das Ventil offengehalten werden, bis sich der Druck in der Leitung zwischen dem oberen und dem unteren Schwellwert befindet. Zusätzlich wird der untere Schwellwert durch eine Schraubverbindung innerhalb der Justiereinrichtung für den oberen Schwellwert angepaßt. Dadurch verändert jede Justage des oberen Schwellwertes den unteren Schwellwert.
• US-A-3198207 offenbart ein durch Flüssigkeitsdruck gesteuertes Abschaltventil, welches in Abhängigkeit bestimmter Leitungsdrücke in Funktion tritt. Das Gerät wird durch den Rückstromdruck angetrieben und bietet keine Anregung für die Konstruktion des erfindungsgemäß verbesserten Gerätes.
• US-A-5046376 offenbart ein eine Welle verriegelndes oder manuell operierendes Gerät zur manuellen Betätigung eines Schieberventiles, welches eine Mutter, eine Schraubwelle und Kugeln in den Ausnehmungen der Mutter und der Welle umfaßt, um eine Vorrichtung mit geringer Reibung zusammen mit einer darum geschlungenen Feder zu bilden, welche die Rotation in einer Richtung verhindert mit Ausnahme, wenn sie entspannt ist, und bei dem die Rotation der Mutter oder der Welle eine axiale Bewegung der Welle bewirkt, welche genutzt wird, um eine Welle, z. B. die Stößelwelle eines Bohrlochschiebers gegen axiale Verschiebung zu verriegeln.
• Andere Systeme wurden zum Schließen von Ventilen in Notfällen ebenfalls eingesetzt, aber diese benötigten eine Fluiddruckquelle.
• Die Cameron Iron Works, Inc. bieten der Öl- und Gasindustrie einen Steuerbypass an, in welchem ein mit niedrigem Druck betätigtes automatisches Sicherheitsventil geöffnet werden kann, wenn die Hilfssteuerung den Versorgungsdruck abgeschaltet hat. Die manuelle Betätigung des Bypass-Ventiles führt den Versorgungsdruck dem Ventilbetätiger zu. Sobald der Druck in der Leitung die Hilfssteuerung in die normale Position zurückgeführt hat, schaltet das Bypass-Ventil ab, und das automatische Sicherheitsventil befindet sich wieder in automatischer Funktion.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes selbständiges Sicherheitsventil für Notfälle zu schaffen, welches keines der Fluide im Ventil freiläßt.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes selbständiges Sicherheitsventil für Notfälle zu schaffen, welches einen inneren Leitungsdruck nutzt, um die oberen und unteren Schwellwerte zu ermitteln, so daß das Ventil in Abhängigkeit von Drücken oberhalb des vorgegebenen oberen Schwellwertes oder unterhalb des vorgegebenen unteren Schwellwertes schließt.
• Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes selbständiges Sicherheitsventil für Notfälle zu schaffen, welches während des Sicherheits-Schließzustandes und beim Zurücksetzen keine Energie von außen benötigt.
• Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes selbständiges Sicherheitsventil für Notfälle zu schaffen, welches nur wenig Kraft benötigt, um das Sicherheits-Schließsystem zu lösen, und welches eine Einrichtung zur Entkopplung der Auslösung während des manuellen Zurückstellens des Ventils enthält.
• US-A-3429321 offenbart ein Ventil welches umfaßt: einen Körper mit einem sich durch diesen erstreckenden Durchgang; ein Ventilteil, das beweglich innerhalb des Körpers angeordnet ist, um den Fluß durch den Durchgang zu öffnen und zu schließen; eine Einrichtung, die das Ventilteil unter Vorbelastung in dessen geschlossene Stellung drückt; eine Einrichtung, die das Ventilteil hält, wenn es sich in geöffneter Stellung befindet; wobei die Halteeinrichtung eine Einrichtung aufweist, um das Halten des Ventilteiles in dessen geöffneter Stellung zu lösen; eine Einrichtung, die in Abhängigkeit des Rückstromdruckes des Ventiles mit der Löseeinrichtung zusammenwirkt, um die Halteeinrichtung zu lösen. Erfindungsgemäß ist solch ein Ventil dadurch gekennzeichnet, daß es eine Einrichtung aufweist, um die Löseeinrichtung in ihrer gelösten Stellung zu halten, bis sie manuell aus dieser freigegeben wird, und daß das Ventil eine Bewegungseinrichtung mit geringer Reibung enthält, um das Ventilteil aus seiner geschlossenen Stellung in seine geöffnete Stellung zu bringen, wobei die Bewegungseinrichtung mit geringer Reibung eine Kugelwelle, eine Kugelmutter und Kugeln zwischen der Welle und der Mutter aufweist, um ein Zusammenwirken mit geringer Reibung zwischen der Welle und der Mutter zu gewährleisten.
• Die vorliegende Erfindung schafft ein völlig selbständiges Sicherheitsventil für Notfälle, in welchem das Ventil manuell in die geöffnete Position bewegt wird, und das in der geschlossenen Position vorgespannt ist. Das Ventil kann eine Überbrückungs-Kugelschraube mit einer Wendelfederkupplung zur Verhinderung der Überbrückung aufweisen. Es besitzt auch eine Druckeinrichtung, welche aus einer Feder bestehen kann, um eine betriebssichere, geschlossene Funktion zu ermöglichen. Das Ventil kann manuell durch Drehen, z. B. eines Handrades, wie bei jedem handbetätigten Ventil, geöffnet werden. Wenn das Ventil geöffnet ist, versucht die Druckeinrichtung, es zu schließen, aber die Halteeinrichtung, z. B. eine Wendelfederkupplung, verhindert das Schließen. Ein Hoch-Tief-Schließmechanismus kann sich in einer Steuerbox befinden, welche inlegraler Bestandteil des Ventiles sein kann. Wenn der effektive Leitungsdruck zu hoch oder zu niedrig wird, kann die Einrichtung zum Lösen der Halteeinrichtung des Ventilteiles einen Lösemitnehmer der Halteeinrichtung betätigen, welcher aus einer Wendelfederkupplung bestehen kann, und dem Ventil es ermöglichen, durch die Druckeinrichtung geschlossen zu werden.
• Die Zeichnungen zeigen:
• Figur 1 ist ein Schnitt durch das erfindungsgemäß verbesserte Ventil in zwei Ansichten, welche das Ventil in geöffneter oder Durchflußposition zeigen. Figur 1A zeigt den oberen und Figur 1B zeigt den unteren Teil des Ventiles.
• Figur 2 ist ein der Figur 1 ähnlicher Schnitt durch das erfindungsgemäß verbesserte Ventil in zwei Ansichten, welche das Ventil in geschlossener Position zeigen. Figur 2A zeigt den oberen Teil und Figur 2B den unteren Teil des Ventiles.
• Figur 3 ist eine Querschnittsansicht, wie sie sich entlang der Schnittlinie 3 - 3 in Figur 1A ergibt.
• Figur 4 ist eine Schnittansicht des Lösemechanismus, die den Lösering in seiner Grundstellung zeigt.
• Figur 5 ist eine der Figur 4 ähnliche Schnittansicht, die den Lösemechanismus in seiner gelösten Stellung zeigt.
• Figur 6 ist eine weitere ähnliche Schnittansicht des Lösemechanismus in ungelöster Stellung.
• Figur 7 ist noch eine weitere ähnliche Schnittansicht des Lösemechanismus in Bypass-Position.
• Figur 8 ist eine Schnittansicht der Steuerungskonstruktion zum Einstellen der oberen und unteren Schwellwerte sowie des Lösemechanismus in dessen Grundstellung.
• Figur 9 ist eine ähnliche Schnittdarstellung der Steuereinheit und der Löseeinrichtung in deren oberer Auslöseposition.
• Figur 10 ist noch eine weitere ähnliche Schnittdarstellung der Steuereinheit in deren unterer Auslöseposition.
• Wie aus den Figuren 1A und 1B ersichtlich ist, umfaßt das Ventil 10 einen Körper 12 mit einem Einlaß 14, einem Auslaß 16 und einer dazwischen befindlichen Ventilkammer 18. Der Schieber 20 ist innerhalb der Ventilkammer 18 so angeordnet, daß er entweder den Durchfluß zwischen dem Einlaß 14 und dem Auslaß 16 durch die in der Ventilkammer 18 befindliche Öffnung 22 ermöglicht oder daß er den Durchfluß blockiert oder schließt. Der Schieber 20 ist innerhalb der Kammer in solche Positionen bewegbar. Der Ventilschaft 24 ist mit dem Schieber 20 verbunden und erstreckt sich durch die Öffnung 26 des Deckels 28, welcher am Körper 12 so befestigt ist, daß er die Öffnung der Ventilkammer 18 im Körper 12 abschließt. Der Ventilschaft 24 besitzt eine äußere abgeschrägte Schulter 30, welche so geformt ist, daß sie mit der inneren abgeschrägten Schulter 32 am inneren Ende der Öffnung 26 zusammenwirkt, um eine Abdichtung des Schaftes zu gewährleisten, solange der Schieber 20 und der Schaft 24 sich in ihrer äußersten, in den Figuren 2A und 2B dargestellten Stellung befinden. Das obere Ende 34 der Öffnung 26 ist im Durchmesser vergrößert, um die Dichtung 36 aufzunehmen, welche durch die Mutter 38, die in das Ende der Öffnung 34, wie dargestellt, eingeschraubt wurde, gehalten wird.
• Das Gehäuse 40 des Betätigers ist um das äußere Ende des Deckels oberhalb des Deckelflansches 34 befestigt und erstreckt sich um den Schaft 24 herum bis zum Anschluß an den oberen Gehäusering 42. Der Schaft 24 ist im Durchmesser vermindert, um eine nach oben weisende Schulter 44 zu bilden. Die becherartig geformte Federführung 46 ist am Gewindeteil 48 des Schaftes 24 oderhalb der Schulter 44 angeschraubt und umfaßt einen oberen äußeren Flansch 50, gegen welchen ein Ende der Feder 52 angreift. Das andere Ende der Feder 52 greift an der oberen Fläche 54 des Deckelflansches 34 an. In dieser Weise drückt die Feder 52 die Federführung 46 und den Schaft 24 gegen die Kugelwelle 56 nach oben. Die Kugelwelle 56 erstreckt sich durch die Kugelmutter 58 mit den Kugeln 60, welche innerhalb der sich gegenüberliegenden Nuten in der Welle 56 und der Mutter 58 angeordnet sind, wie eine Einrichtung mit geringer Reibung zur Umsetzung der Drehbewegung des einen Teiles in eine axiale Bewegung der Welle 56 zu ermöglichen. Die Wellenführung 62 ist mit Gewinde versehen und innerhalb des Gehäuseringes 42 befestigt und umfaßt eine axial rechteckig geformte Öffnung 64, welche sich durch diesen erstreckt, um die Rollen 66 aufzunehmen, die an den Seiten des unteren Endes der Kugelwelle 56 befestigt sind, wie dies am besten in Figur 3 erkennbar ist. Die Kappe 68 ist an der Außenseite des Gehäuseringes 42 angeschraubt und umfaßt eine mittlere Öffnung 70, durch welche sich das äußere Ende einer Dreheinrichtung 72 erstreckt, so daß sie manuell gedreht werden kann, wie dies im folgenden beschrieben wird. Die Dreheinrichtung 72 ist an der Kugelmutter 58 befestigt und beide werden in geeigneter Weise an der Stützeinrichtung abgestützt, um eine Drehung relativ zum Gehäusering 42, der Wellenführung 62 und der Kugelwelle 56 zu ermöglichen. Die Buchse 74 umgibt die Dreheinrichtung 72 und ist durch einen geeigneten Verriegelungsring 75 und einen Keil 77 an diesem befestigt, um sich mit ihm zu drehen, und besitzt eine äußere Zylinderfläche 76, welche mit der äußeren Zylinderfläche 78 an der Außenseite des oberen Randes 80 des Gehäuseringes 42 ausgerichtet ist.
• Die Einrichtung 82 (dargestellt in den Figuren 1A und 2A) ist so gestaltet, daß sie die Kugelmutter 58 und die Dreheinrichtung 72 gegen Verdrehung in bezug auf den Gehäusering 42 und die Kugelwelle 56 festhält. Die Einrichtung 82 umfaßt eine Feder 82, welche eng um die Flächen 76 und 78 gewunden ist und ein dornartiges Ende 84 aufweist, das am Rand 80 des Gehäuseringes 42 befestigt ist, und dessen anderes bolzenartiges Ende 86 in der Mitte der Öffnung 88 in der Kappe 68 radial nach außen ragt. Wenn die Feder 82 eng gewunden ist, verhindert sie eine relative Drehung zwischen den Oberflächen 76 und 78 in einer Richtung, eine solche Bewegung wird jedoch nicht verhindert, wenn das dornartige Ende 86 in eine Richtung gedrückt wird, die das enge Anliegen der Feder 82 an den Flächen 76 und 78 löst. Die Drehung der Einrichtung 72 erfolgt manuell, gewöhnlich durch ein Handrad (nicht dargestellt), welches mit dem Teil der Einrichtung 72 verbunden ist, das durch die Öffnung 70 in der Kappe 68 ragt.
• Angenommen, daß sich das Ventil 10 in geöffneter Stellung befindet, wie dies in den Figuren 1A und 1B dargestellt ist, wird es notwendig, den Schieber 20 infolge eines niedrigen oder hohen Druckes in der Rückstromleitung, außerhalb der vorgegebenen unteren oder oberen Schwellwerte, zu schließen, und eine geeignete Steuereinrichtung 90 betätigt die Scheibe 92, um den Dorn 86 zu bewegen und dadurch die Feder 82 aus ihrem Eingriff mit den Flächen 76 und 78 zu lösen. Dies ermöglicht der Feder 52, die Federführung 46 nach oben zu drücken. Diese Bewegung veranlaßt den Schaft 24, sich so zu bewegen, daß sich der Schieber 20 in die in den Figuren 2A und 2B dargestellte geschlossene Position bewegt. Diese Bewegung führt auch die Kugelwelle 56 durch die Mutter 58 nach oben und veranlaßt die Mutter 58, sich durch die Bewegung der Welle 56 zu drehen.
• Die Steuereinrichtung 90 und der Eingriff zwischen der Scheibe 92 und dem Dorn 86 sind in Figur 4 erkennbar. Diese Darstellung ist eine Ansicht axial von oben auf das obere Teil des Ventils 10 in einer Position kurz oberhalb des Dornes 86. Das Gehäuse 94 ist, wie dargestellt, an der Kappe 68 befestigt, und die Scheibe 92 ist an der rohrförmigen Buchse 96, welche durch das Ende 98 des Gehäuses 94 gleitet, befestigt, und sie ist verschieblich innerhalb des Betätigungskolbens 100 angeordnet. Der Kolben 100 befindet sich im Schlitz 102 im Block 104, welcher durch Befestigungsmittel 105 im Gehäuse 94 in geeigneter Weise befestigt ist, und umfaßt auch einen Schlitz 106 und einen Schlitz 108 an jeder Seite des Schlitzes 102, wie dies in Figur 8 erkennbar ist. Ein Steuerbolzen 110 ist verschieblich innerhalb der Buchse 96 angeordnet. Die Scheibe 92 ist an der Buchse 96 mit Madenschrauben 112 befestigt, so daß bei axialer Bewegung der Buchse 96 sich die Scheibe 92 in gleicher Weise bewegt. Ein Magnet 114 ist am oberen Ende der Scheibe 92 angeordnet und so gestaltet, daß bei Bewegung der Scheibe 92 in ihre äußerste Position diese in magnetischen Kontakt mit dem Ende einer Wand 98 kommt, welche aus geeignetem magnetischen Material hergestellt ist. Wenn die Scheibe 92 sich in diese äußerste Position bewegt, hält der Magnet 114 die Scheibe 92 in einer solchen Position, bis sie ausdrücklich daraus gelöst wird, wie dies im folgenden beschrieben werden soll.
• In Figur 8 ist erkennbar, daß das Anschlußstück 116 innerhalb der Öffnung 118 in der Endwand 120 des Gehäuses 94 befestigt ist. Der druckbetätigte Kolben 122 ist verschieblich in einem Durchgang 124 und einer Bohrung 126 im Anschlußstück 116 angeordnet und erstreckt sich durch die Platte 128. Die Platte 128 ist an der Endwand 120 befestigt und umfaßt ein Stützteil 130, durch welches ein Glied 132 mittels eines Bolzens 134 schwenkbar verbunden ist. Der Kolben 122 erstreckt sich, wie dargestellt, durch die Öffnung 136 im Glied 132 und greift an einer Platte 138 an, welche mittels eines Bolzens 140, der sich durch die Seitenpfosten 142 auf dem Glied 132 erstreckt, schwenkbar verbunden ist. Die Platte 138 wirkt an ihrer Oberfläche 139 mit dem durch eine Feder gespannten Kolben 144 und dem Kolben 100, welcher ebenfalls durch eine Feder gespannt ist, zusammen. Der Kolben 144 ist im Schlitz 108 verschiebbar und wirkt mit der Feder 146, welche das obere Ende 148 des Kolbens 144 umgibt und an der Innenseite der Kappe 150 anliegt, welche in den Schlitz 108 eingeschraubt ist, zusammen. Die von der Feder 146 auf den Kolben 144 ausgeübte Kraft wird durch Ein- oder Herausschrauben der Kappe 150 im Schlitz 108 eingestellt. Ein Kolben 152 ist im Schlitz 106 angeordnet und wirkt mit der Fläche 154 des Gliedes 132 zusammen und wird durch eine Feder 156, welche das innere Ende 158 des Kolbens 152 umgibt und an der Innenseite der Kappe 160 anliegt, welche in den Schlitz 106 eingeschraubt ist, gegen die Fläche 154 gedrückt. Die Kraft, die durch die Feder 156 auf den Kolben 152 ausgeübt wird, kann durch Herein- oder Herausschrauben der Kappe 160 im Schlitz 106 eingestellt werden. Eine Feder 162 umgibt den Kolben 100 und liegt an der Schulter 161 des Kolbens 100 und an der Schulter 164 im Block 104 an. Die Kraft am Kolben 152 wird eingestellt, um den höchsten zulässigen Druck im Auslaß 16 des Ventiles 10 vorzuwählen. Die Kraft am Kolben 144 wird eingestellt, um den niedrigsten zulässigen Druck im Auslaß 16 des Ventiles 10 einzustellen. Das Innere des Kolbens 100 ist mit einer Bohrung 166 und einer Gegensenkung 168 versehen. In einem Steuerbolzen 110 befindet sich eine ringförmige Ausnehmung 170, und Kugeln 172 sind in den Öffnungen 171 in der Buchse 96 und zwischen der Außenseite des Bolzens 110 und der Innenseite der Gegensenkung 168, wie in den Figuren 4 und 8 erkennbar ist, angeordnet. Die Kugeln 172 wirken auch mit der Schulter 173 zwischen der Bohrung 166 und der Gegensenkung 168 zusammen, so daß die Bewegung des Kolbens 100 in Richtung zur Wand 98 die Buchse 96 veranlaßt, sich zur Wand 98 zu bewegen.
• Unter normalen Funktionsbedingungen ist die Steuereinrichtung 90 so positioniert, wie es aus den Figuren 4 und 8 erkennbar ist. Wenn die Steuereinrichtung 90 in Abhängigkeit der Ermittlung eines zu hohen Druckes auf der Rückstromseite des Ventiles 10 oder in Abhängigkeit eines Druckes, der niedriger ist als der vorgegebene Minimaldruck, betätigt worden ist, wie dies im folgenden noch erläutert werden soll, wird der Kolben 100 in die in Figur 5 dargestellte Position bewegt, so daß die Scheibe 92 den Dorn 86, wie dargestellt, bewegt. Diese Bewegung des Dornes 86 löst den Eingriff der Feder 82 und ermöglicht eine relative Drehbewegung zwischen dem Gehäusering 42 und der Buchse 74. Unter diesen Umständen drückt die Kraft der Feder 52 die Federführung 46 zusammen mit dem Ventilschaft 24 und der Kugelwelle 56 nach oben. Die geringe Reibung der Kugeln 60 ermöglicht es, daß diese Aufwärtsbewegung in eine Drehbewegung der Mutter 58, welche nicht länger durch die Feder 82 gehalten wird, umgewandelt wird, und die Bewegung wird fortgesetzt, bis der Schieber 20 sich in geschlossener Position, wie in Figur 2B erkennbar ist, befindet.
• In Figur 6 ist dargestellt, wie die Steuereinrichtung 90 arbeitet, um eine Bewegung des Kolbens weg von der Scheibe 92 zu ermöglichen, nachdem diese ausgelöst wurde, und der Rückstromdruck zu vertretbaren Größen zurückkehrt. Es ist zu beachten, daß der Magnet 114 an der Endwand 98 fest sitzt, und die Abwärtsbewegung des Kolbens 100 an der Buchse 96 geschieht, ohne daß eine Bewegung der Buchse 96 oder des Steuerbolzens 110 möglich ist. Die Kugeln 172 verbleiben innerhalb der Öffnungen 173 in der Buchse 96. Diese Position führt dazu, daß der Schieber 20 in geschlossener Stellung verbleibt, bis die Steuereinrichtung 90 manuell zurückgestellt wird, wie im folgenden erläutert wird. Dies ist ein sehr beachtlicher Vorteil, weil das Ventil 10 nicht geöffnet werden kann, wenn keine Person anwesend ist, welche mit Sicherheit feststellen kann, daß einwandfreie Bedingungen für die Öffnung vorliegen.
• In der Steuereinrichtung 90 sind Vorkehrungen getroffen worden, um deren Rückstellung zu ermöglichen, so daß der Schieber 20 wieder in seine geöffnete Stellung zurückkehren kann, und der Durchfluß durch das Ventil 10 wieder aufgenommen wird. Diese Vorkehrungen sind in Figur 7 dargestellt. Durch die in Figur 5 dargestellte Steuereinrichtung 90 wird der Steuerbolzen 110 in die Buchse 96 in die in Figur 7 dargestellte Position geschoben. In dieser Position hat sich der Bolzen 110 so weit bewegt, daß sich dessen Nut 170 in Ausrichtung mit den Kugeln 172 befindet und dies ermöglicht den Kugeln 172, in die Bohrung 166 des Kolbens 100 einzudringen. Die Buchse 96 wird dann manuell in die in Figur 7 dargestellte Position bewegt, so daß die Scheibe 92 in die Stellung bewegt wird, in welcher der Dorn 86 freigegeben wird, und dies macht eine relative Drehung zwischen dem Gehäusering 42 und der Buchse 74 unmöglich, so daß die Feder 52 nicht zurückkehren oder die Bewegung des Schiebers 20 verhindern kann. Dies macht es möglich, daß die Dreheinrichtung 72 manuell gedreht werden kann, um den Schieber 20 in dessen geöffnete Position zurückzuführen und einen Durchfluß durch das Ventil 10 zu ermöglichen, bis der Druck in der Rückstromleitung des Ventils 10 normale Größen annimmt. Dies bringt den Kolben 100 in die in Figur 4 dargestellte Position, und die normale Funktion des Ventiles 10 kann fortdauern.
• In Figur 8 sind die Positionen der Bauteile während der normalen Funktion des Ventiles 10 dargestellt, wobei sich der Rückstromdruck zwischen den oberen und unteren in der Steuereinrichtung 90 eingestellten Schwellwerten befindet. Wenn der Rückstromdruck, welcher dem Durchgang 124 des Anschlußstückes 116 zugeführt wird, sich oberhalb der vorgegebenen Obergrenze befindet, wird der Kolben 122 veranlaßt, stärker gegen die Platte 138 zu drücken. Die Kraft, die sich auf den Platten 132 und 138 sowie auf den Kolben 100, 144 und 152 ergibt, veranlaßt die Platte 132, sich nach oben in die in Figur 9 dargestellte Position zu bewegen. Dies bewegt die Buchse 96 infolge des Angriffes der Kugeln 172 an der Schulter 171 zwischen der Bohrung 166 und der Gegensenkung 168 und deren Eingriff in die Öffnungen 173 nach oben in die in Figur 9 dargestellte Position. Diese Position ist die gleiche wie in Figur 5.
• In ähnlicher Weise zieht sich der Kolben 122 in die in Figur 10 dargestellte Position zurück, wenn der Druck in der Rückstromleitung, der im Durchgang 124 ermittelt wurde, sich unterhalb des festgesetzten Schwellwertes befindet. Bei dieser Konstellation ist die Platte 132 in ihre Position parallel zur Wand 120 zurückgekehrt, und die Platte 138 wurde um den Bolzen 140 in eine Position geschwenkt, in welcher der Kolben 144 ausgefahren ist und der Kolben 100 sich zur Endwand 98 bewegt hat. In jeder der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Positionen veranlaßt die Steuereinrichtung 90 den Dorn 86 der Feder 82 zur Bewegung in dessen gelöste Position, welche in Figur 5 dargestellt ist, und dies ermöglicht der Feder 52, den Schieber 20, wie zuvor erläutert, zu schließen.
• Aus dem vorstehenden ist erkennbar, daß das erfindungsgemäß verbesserte Ventil 10 automatisch schließt, sobald einer der oberen oder unteren Schwellwerte überschritten wird. Nach einem solchen Schließen des Ventiles 10 kann es ohne Handbetätigung der Steuereinrichtung 90 und der Dreheinrichtung 72 nicht geöffnet werden. Auf diese Weise kann, wenn die Bedingungen, die zum Schließen des Ventiles 10 geführt haben, fortbestehen, es nicht automatisch geöffnet werden, bis eine Person entschieden hat, daß die Schließstellung nicht länger notwendig ist. Zusätzlich ermöglicht die Steuereinrichtung 90, die automatische Schließeinrichtung in inaktiver Position zu halten, bis der Rückstromdruck zufriedenstellend ist und die Steuereinrichtung in ihre normale Funktionsstellung zurückkehrt. Dies ermöglicht die Öffnung des Ventiles 10, nachdem es automatisch geschlossen wurde, selbst wenn der ermittelte Druck sich unterhalb des unteren Schwellwertes befindet.
• Das erfindungsgemäß verbesserte Ventil ist ein völlig selbständiges Sicherheitsventil für Notfälle, welches die Anwesenheit einer Person während oder nach dem Schließen nicht erforderlich macht. Es läßt keines der durch das Ventil fließenden Fluide zu irgendeiner Zeit hindurchtreten, weil die Schulter 44 des Schaftes mit der Schulter 32 der Kappe zusammenwirkt und eine Metall-Metall-Dichtung darstellt, sobald der Schieber 20 sich in seiner geschlossenen Stellung befindet. Dies verhindert einen Durchfluß um den Schaft 24 in dem Fall, daß die Dichtung 36 versagt. Das verbesserte Ventil benötigt zu seinem Betrieb keinerlei äußere Energiequellen außer der manuellen Rückstellung. Zum Lösen des Sicherheitsschließsystems ist bei dem verbesserten Ventil 10 nur eine geringe Kraft erforderlich, und das Ventil umfaßt auch eine Einrichtung zum manuellen Ausschalten der Löseeinrichtung während der manuellen Rückstellung des Ventiles.

Claims (8)

1. Ventil (10), welches umfaßt: einen Körper (12) mit einem sich durch diesen erstreckenden Durchgang (14, 16, 18); ein Ventilteil (20), das beweglich innerhalb des Körpers (12) angeordnet ist, um den Fluß durch den Durchgang (14, 16, 18) zu öffnen und zu schließen; eine Einrichtung (52), die das Ventilteil (20) unter Vorbelastung in dessen geschlossene Stellung drückt; eine Einrichtung (82), die das Ventilteil (20) hält, wenn es sich in geöffneter Stellung befindet; wobei die Halteeinrichtung (82) eine Einrichtung (90, 92, 86) aufweist, um das Halten des Ventilteiles (20) in dessen geöffneter Stellung zu lösen; eine Einrichtung (90), die in Abhängigkeit des Rückstromdruckes des Ventiles (10) mit der Löseeinrichtung (90, 92, 86) zusammenwirkt, um die Halteeinrichtung (82) zu lösen; dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) eine Einrichtung (114) aufweist, um die Löseeinrichtung (90, 92, 86) in ihrer gelösten Stellung zu halten, bis sie manuell aus dieser freigegeben wird, und daß das Ventil (10) eine Bewegungseinrichtung mit geringer Reibung (72, 56 58, 60) enthält, um das Ventilteil (20) aus seiner geschlossenen Stellung in seine geöffnete Stellung zu bringen, wobei die Bewegungseinrichtung mit geringer Reibung (72, 56, 58, 60) eine Kugelwelle (56), eine Kugelmutter (58) und Kugeln (60) zwischen der Welle (56) und der Mutter (58) aufweist, um ein Zusammenwirken mit geringer Reibung zwischen der Welle (56) und der Mutter (58) zu gewährleisten.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechende Einrichtung (90) eine Hochdruckregeleinrichtung (100, 152, 122, 124) enthält, die auf den Rückstromdruck anspricht und einen vorgewählten maximalen Druckwert für die Auslösung besitzt, sowie eine Niederdruckregeleinrichtung (100, 144, 122, 124), die auf den Rückstromdruck anspricht und einen vorgewählten minimalen Druckwert für die Auslösung besitzt, wobei die Hoch- und Niederdruckregeleinrichtungen, wenn sie auslösen, das Lösen der Löseeinrichtung (90, 92, 86) bewirken, wodurch das Ventilteil (20) durch die Druckeinrichtung (52) in seine geschlossene Stellung gedrückt wird.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: eine Buchse (74), die drehbar mit der Mutter (58) verbunden ist und eine äußere zylindrische Fläche (76) aufweist; ein Teil, das an der Welle (56) angeschlossen ist, um mit dieser fest verbunden zu bleiben, und das eine äußere zylindrische Fläche (78) aufweist, die mit der zylindrischen Fläche (76) der Buchse ausgerichtet ist; und eine Feder (82), die auf die beiden zylindrischen Flächen (76, 78) gewunden ist, um eine relative Drehung zwischen diesen in einer Richtung zu verhindern, und die einen Dorn (86) aufweist, der von dieser hervorsteht, und die Löseeinrichtung (90, 92, 86) bildet; wobei die Bewegung des Domes (86) in einer Richtung, die Feder (82), welche die relative Drehung verhindert, von den Flächen (76, 78) abwindet, um die relative Drehung und damit die Schließbewegung des Ventilteiles (20) zu ermöglichen.

4. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) einen Einlaß (14), einen Auslaß (16) und eine darin befindliche Ventilkammer (18) aufweist, wobei der Einlaß (14) und der Auslaß (16) Verbindung zur Kammer (18) herstellen, und die Kammer (18) außer dem Einlaß (14) und dem Auslaß eine weitere Öffnung durch den Körper (12) aufweist, und der Ventilkörper (20) innerhalb der Ventilkammer zwecks Bewegung zwischen einer ersten Stellung, die den Fluß zwischen dem Einlaß (14) und dem Auslaß (16) schließt, und einer zweiten Stellung, die den Fluß durch das Ventilteil (20) zwischen dem Einlaß (14) und dem Auslaß (16) öffnet, angeordnet ist.

5. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung (52) das Ventilteil (20) elastisch in dessen geschlossene Stellung drückt.

6. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Rückstromdruck des Ventiles ansprechende Einrichtung (90) eine Regeleinrichtung (90) ist und eine Einrichtung zur Vorwahl des maximal und minimal zulässigen Rückstromdruckes des Ventiles (20) besitzt, wobei die Regeleinrichtung (90) Mittel zur Verbindung der Vorwahleinrichtung mit der Löseeinrichtung (90, 92, 86) enthält, so daß ein Rückstromdruck, der den maximal vorgewählten Druck übersteigt oder den minimal vorgewählten Druck unterschreitet, die Halteeinrichtung (82) freigibt, um der Druckeinrichtung (52) zu ermöglichen, das Ventilteil (20) in seine geschlossene Stellung zu bewegen.

7. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelwelle (56) zur manuellen Drehung und die Kugelmutter (58) zur Verhinderung ihrer Drehung angeordnet ist, wobei die Drehung der Welle (56) die Welle (56) zusammen mit dem Ventilteil (20) axial bewegt.

8. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) eine Schieberventil und das Ventilteil (20) ein Schieber ist.