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Sicherheitseinrichtung für eine Gruppe von mehreren Absperr- oder
Regelorganen Bei der Verwendung von dampf- und gasförmigen sowie flüssigen Betriebsmitteln
sind im allgemeinen Hähne, Schieber, Ventile o. dgl. als Absperr- oder Regelorgane
vorgesehen. Dabei kommt es vielfach vor, daß mehrere solcher Organe aus Gründen
der Zweckmäßigkeit, Betriebssicherheit oder Unfallverhütung nicht willkürlich betätigt
werden sollen oder gar dürfen.
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Es gibt zwar schon verschiedene Vorrichtungen für das wechselseitige
Verriegeln von Ventilen; dabei ist entweder ein von Hand zu verschiebender bzw.
zu verdrehender Riegel vorgesehen, der das Betätigen jeweils nur eines von zwei
benachbarten Ventilen gestattet. Allerdings wird hier die vielfach bestehende Forderung,
daß das zu verblockende Ventil sich in einer ganz bestimmten Lage befindet, also
etwa vollkommen geschlossen bzw. geöffnet sein muß, nur in dem Falle erfüllt, wo
in jeder Ventilspindel ein Querschl@.itz zur Aufnahme des Riegels vorgesehen ist.
Denn die andere Ausführung mit Zahneingriff zwischen dem Riegel und einem auf der
Ventilspindel angeordneten Zahnrad läßt eine solche Verblockung nicht nur in einer
Endlage des Ventils, sondern schon innerhalb einer einzigen Spindelumdrehung, je
nach der Zähnezahl des Rades, in mehreren Zwischenlagen zu.
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Eine weitere bekannte Vorrichtung ist im Gegensatz zu den beiden vorerwähnten
nicht nur bei paarweise, sondern in beliebiger Zahl nebeneinander angeördnetenVentilen
anwendbar; sie braucht auch nicht von Hand betätigt zu werden. Dafür hat sie aber
andere
erhebliche Mängel; so werden zunächst beim Offnen nur eines
Ventils alle übrigen mitentriegelt, so daß sie beliebig verstellt werden können.
Dann erfolgt das Verriegeln nicht z-,vangsläufig, sondern durch Federwirkung; es
ist also möglich, daß das Riegelgestänge beim Schließen des letzten offenen Ventils
hängenbleibt oder auch aus Versehen bzw. willkürlich festgehalten wird. Es kann
also nicht einmal die einzige Aufgabe, für die die ganze Vorrichtung überhaupt vorgesehen
und geeignet ist, nämlich das Verhindern des gleichzeitigen Schließens aller vorhandenen
Ventile, unbedingt betriebssicher durchgeführt «,-erden.
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Bei dieser Sachlage ist noch immer ein dringendes Bedürfnis vorhanden
nach einer Einrichtung, die sich bei einer beliebigen Zahl von wechselseitig in
bestimmter Lage zu verriegelnden Ventilen o. dgl. anwenden läßt, und mit der außerdem
verschiedenartige Aufgaben in betriebssicherer und einfacher Weise ohne zusätzliche
Handgriffe durchgeführt werden können. Demgemäß besteht die vorliegende Erfindung
unter Verwendung von Riegeln, die wechselseitig mit Spindelausschnitten benachbarter
Organe in Eingriff kommen, darin, daß die Spindelausschnitte vorzugsweise sektorförmig
ausgebildet sind, und die Riegel beim Verdrehen der Spindeln von diesen selbsttätig
verschoben werden. Weitere Merkmale der besonderen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
für verschiedene Betätigungsmöglichkeiten der einzelnen Organe sind der nachstehenden
Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in dreiverschiedenen
Ausführungsformen dargestellt. Im ersten Falle nach Abb. i handelt es sich um drei
nebeneinanderliegende, nur teilweise gezeichnete Ventile für eine durch Druckluft
gesteuerte Turbinenkupplung. In den obersten zylindrischen Führungsteilen der von
Hand betätigten Ventilspindeln a1 bis a3 sind sektorförmige Ausschnitte b1 bis b4
vorgesehen, die mit zwei in den Gehäusen cl bis c3 verschiebbar gelagerten Riegeln
dl, d= zusammenarbeiten. Es sei nun angenommen, daß die drei Ventile jeweils in
der Reihenfolge a1, a=, a3 geöffnet und in der umgekehrten Reihenfolge geschlossen
werden müssen. Solche Verhältnisse liegen außer dem angegebenen Beispiel u. a. auch
bei den Absperrventilen für die Düsensegmente von Dampfturbinen vor. Zu diesem Zweck
sind in der mittleren Spindel a= zwei Ausschnitte b=, b3, deren senkrechte Entfernung
voneinander den Ventilhub darstellt, und in jeder der beiden seitlichen Spindeln
a1, a3 dagegen nur ein Ausschnitt bl bzw. b4 vorgesehen. Ihre Anordnung ist derart,
daß bei der in Abb.i gezeichneten geschlossenen Stellung aller drei Ventile sämtliche
Ausschnitte in den vorderen linken oder rechten Quadranten der Spindelquerschnitte
liegen. Der Ausschnitt b1 der rechten äußeren Spindel liegt im gleichen Quadranten
und in gleicher Höhe mit dem unteren Ausschnitt b'= der mittleren Spindel, der Ausschnitt
b4 der linken äußeren Spindel im gleichen Quadranten und in gleicher Höhe mit dem
oberen Ausschnitt b3 der mittleren Spindel.
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Zwischen den Ventilen sind in der vorderen Hälfte der Spindelquerschnitte
zwei verschiebbare Riegel dl, d-" angeordnet, deren Wirkungsweise aus den verschiedene
gegenseitige Stellungen der Ventile darstellenden Abb. ia bis ic ersichtlich ist.
In Abb. ia sind alle drei Ventile entsprechend dem in Abb. i dargestellten Zustand
geschlossen. Beide Riegel sind nach links verschoben, so daß der Riegel dl mit dem
oberen Ausschnitt b3 der mittleren Spindel und der Riegel d° mit dem Ausschnitt
b4 der linken äußeren Spindel in Eingriff steht. Es kann jetzt also nur die rechte
äußere Spindel ai gemäß dem gekrümmten Pfeil im Üffnungssinne verdreht werden.
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Nachdem das Ventil a1 ganz geöffnet ist, liegt sein Ausschnitt b1
in Höhe der Riegel dl, d=, und zwar im linken vorderen Quadranten der Spindel
a1 nach Abb. i b. Nunmehr kann auch die mittlere Spind°l, wie durch Pfeil angedeutet,
im Üffnungssinne verdreht werden. Dabei wird der Riegel dl nach rechts in den Ausschnitt
b1 hineingeschoben; der andere Riegel bleibt noch in seiner bisherigen Lage. Während
der Betätigung des mittleren Ventiles a` können also die beiden anderen Ventile
a@ und a3 nicht geschlossen bnv. geöffnet werden. Die Abb. i c schließlich gibt
einen Zustand wieder, in dem die beiden Ventile a1 und a2 ganz geöffnet sind und
nur noch das Ventil a3 geschlossen ist. Dieses kann jetzt ebenfalls in der angedeuteten
`'eise geöffnet werden, da inzwischen der untere Ausschnitt b= der mittleren Spindel
in die gleiche Lage wie der Ausschnitt b1 der rechten äußeren Spindel gekommen ist
und somit den beim Verdrehen der Spindeln a3 im Üffnungssinne nach rechts verschobenen
Riegel d= aufnehmen kann.
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`'Fenn man sich auch das Ventil a3 geöffnet vorstellt, so daß der
Ausschnitt b4 seiner pindel nicht in Höhe der Riegel liegt, ist es S S
nach
der Erläuterung des Üffnungsvorganges ohne weiteres verständlich, daß die drei Ventile
nur in der umgekehrten Reihenfolge, also zuerst a3, dann a= und zuletzt a1 wieder
geschlossen werden können.
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Eine andere Ausführung des Erfindungsgedankens ist in Abb. 2 und den
zugehörigen Abb.2a bis 2c veranschaulicht. Hier sind
zwei Antriebsspindeln
ei, e= durch Gestänge f', f' mit nicht sichtbaren Absperrschiebern gelenkig
verbunden. Die Spindeln liegen ähnlich wie bei der ersten Ausführung so nahe beieinander,
daß ein in ihren Gehäusen g1, 9 1' verschiebbar gelagerter Riegel
h mit den in ihren zylindrischen Führungsteilen vorgesehenen sektorförmigen' Ausschnitten
il, i2 wechselweise zusammenarbeiten kann.
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Um hierbei jeweils nur einen der beiden Absperrschieber öffnen zu
können, liegen in deren geschlossener Stellung gemäß Abb.2 die beiden Ausschnitte
il, i° auf gleicher Höhe mit dem Riegel h, und zwar der Ausschnittil für den linken
Schieber im vorderen rechten und der Ausischnitt i2 für,den rechten Schieber im
hinterem linkem Quadranten seines Spindelquerschnittes. Aus dieser Stellung kann
nach Abb. 2 a wahlweise die linke oder die rechte Spindel im Öffnungssinne verdreht
werden, da der Riegel h sich sowohl in den rechten als auch in den linken Ausschnitt
hineinschieben läßt. Wird nun beispielsweise die rechte Spindel nach Abb. 2b betätigt
und dabei der Riegel nach links verschoben, dann muß der linke Schieber so lange
geschlossen bleiben, wie der rechte geöffnet ist, da dessen Spindel dann gemäß Abb.
2 c den Riegel nicht aufnehmen kann. Eine solche gegenseitige Verriegelung von zwei
Absperrorganen, von denen zur gleichen Zeit immer nur eines geöffnet werden darf,
kommt in Betracht bei wechselseitiger Entnahme von Zwischendampf an verschiedenen
Stellen einer Turbine, bei abwechselnd mit verschiedenartigen Kraftstoffen betriebenen
Brennkraftmaschinen usw.
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Schließlich zeigt die Abb. 3 einen Ventilkasten h mit vier einzeln
absperrbaren Anschlüssen in' bis in4. In den zylindrischen Führungsteilen der Ventilspindeln
n' bis 1a4 sind ebenfalls sektorförmige Ausschnitte o1 bis oß angeordnet, mit denen
die in den Gehäusen p1 bis p4 verschiebbar gelagerten Riegel q1 bis q3 wechselweise
in Eingriff kommen können. Während die beiden äußeren Spindeln aal, n4 nur je einen
Ausschnitt o1 bzw. o6 aufweisen, sind in jeder der beiden mittleren Spindeln n2,
n3 zwei sich im gleichen Querschnitt diametral gegenüberliegende Ausschnitte o2,
o3 bzw. 04, o° vorhanden. Außerdem sind in diesem Falle die Riegel mit Mitnehmern
r1 bis r4 versehen, und zwar besitzen die beiden äußeren Riegel q1, q3 einen geraden
bzw. gekrümmten Mitnehmer r1 bzw. r4, während ani mittlerenRiegel q2 ein gekrümmter
und ein gerader Mitnehmer r' und r3 angeordnet sind.
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Bei dem zuletzt beschriebenen Ventilsystem kann, ebenso wie bei der
vorhergehenden Ausführung nach Abb. 2, zur gleichen Zeit immer nur ein Ventil geöffnet
werden, wobei allerdings die Auswahl wieder beliebig ist. Demgemäß 'liegen im geschlossenen
Zustande der Ventile alle Ausschnitte o' bis o6 in gleicher, zur Aufnahme der zugehörigen
Riegel geeigneter Höhe, und zwar die Ausschnitte o1, o3, 0 " im vorderen rechten
Quadranten der Spindeln n' bis n3 und die Ausschnitte o2, 04, 01 im hinteren linken
Quadranten der Spindeln 11°- bis 114. Wenn nun beispielsweise das linke der beiden
mittleren Ventile geöffnet «-erden soll, wird, ausgehend von dem in Abb. 3 a gezeichneten
Zustande, die Spindel n' in dem aus Abb. 3 b ersichtlichen Sinne verdreht. Dabei
werden die Riegel q2, q@ letzterer durch die beiden Mitnehmer r3, r4, wie angedeutet,
nach rechts verschoben, so daß sie mit den Ausschnitten o4, o' der Spindeln n3,
n4 in Eingriff kommen. Der linke Riegel q1 bleibt in dem Ausschnitt o' der Spindel
n'. Im geöffreten Zustande des genannten Ventils liegen die Ausschnitte seiner Spindel
n2 außerhalb der Riegelebene, so daß die übrigen drei Ventile, wie in Abb. 3 c veranschaulicht
ist, durch die Riegel in ihrer Schließstellung verblockt sind. Nachdem das Ventil
zag wieder geschlossen ist, kann entsprechend wahlweise eines der übrigen Ventile
geöffnet werden. Durch die jeweils im Öffnungssinne betätigte Spindel wird immer
nur ein Riegel verschoben, während die Verschiebung des bzw. der anderen durch die
_Mitnehmer erfolgt. Diese Anordnung eignet sich für die abwechselndeZuführung des
gleichen Betriebsmittels zu verhchiedenen Verwendungsstellen.
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Bei allen Ausführungen sind das senkrechte Spiel der Riegel in den
Ausschnitten und die Gewindesteigung der Spindeln so aufeinander abgestimmt, daß
die Riegel sich nur in der betreffenden Endlage der Spindeln, aber schon nicht mehr
nach einer Umdrehung derselben, in die zugehörigen Ausschnitte hineinschieben lassen.
Bei der Anordnung nach Abb. 2 und 3 können übrigens die Organe auch im geöffneten
Zustand verblockt werden; dazu brauchen bei gleicher Lage der Ausschnitte und Riegel
nur die Offnungs- und Schließbewegungen, z. B. durch entsprechend andereLage der
Ventilsitzflächen, miteinander vertauscht zu werden. Ferner braucht die Verblockung
nicht immer in ganz offenem oder ganz geschlossenem Zustande der Organe zu erfolgen,
sondern kann, z. B. bei Regelventilen, Drosselklappen u. dgl., auch für bestimmte
Zwischenstellungen vorgesehen werden.
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Der besondere Vorteil aller dieser Einrichtungen beruht darin, daß
keinerlei zusätzliche Handgriffe notwendig sind, sondern die Blockierung der jeweils
nicht betätigten Organe selbsttätig durch einfache mechanische Mertragungsmittel
erfolgt.