DE765287C - Sicherheitsventil - Google Patents

Description

• Sicherheitsventil Die vorliegende Erfindung beischäfügt sich mit Sicherheitsventilen, die in Rohrleitungen, beispielsweise in Schlauchleitungen eingebaut wer. Sie sollen: Druckstöße auf die Rohrleitung mildern, die im wesenflichen aus zwei Ursachen auftreten, einmal als dynamische Stöße, wenn der Ausfluß des Wassers plötz: lieh abgesperrt wird, zum anderen., wenn bei verminderter Entnahme der von der Pumpe erzeugte, Druck steigt und der Strömungswiderstand in der Leitung abnimmt.
• Ein derartiges Sicherheitsventil soll gedrängte Baumaße und leichtes Gewicht besitzen. Weiter soll das nach Überschreiten des zulässigen Druckes abströmende Wasser so abfließen, daß keine ruhenden Wasserreste zurückbileiben., die bei Frost einfrieren könnten. Gewichtsbelastete Sicherheitsventile haben be;-d,eutendes: Gewicht und erhebliche Baumaße. Federbelastete, Sicherheitsventile bekannter Bauart haben. den Nachteil, daß sie, zwar bei einem bestimmten-Druck ansprechen, daß der Druck aber stark ansteigt, wenn größere Mengen aus dem Sicherheitsventil ausströmen müssen. Die Kennlinie eines solchen federbelasteten Sicherheitsventils, d. h!. der Druck in: Abhängigkeit vom abströmenden Wasserfluß, verläuft also: steil. Im Gegensatz hierzu ist eine: flache Kennlinie zu fordern ; nach Ansprechen des Sicherheitsventils sollen bei nur geringer oder überhaupt unterbleibender Drucksteigerung große Wasserströme abgeführt -,vcrden.
• Ferner ist es erwünscht, daß der Ansprechdruck de-s Sicherheitsventils bei geringer Wass:er,=ntnalima durch die Rohrleitung niedriger ist als bei hoher M"asserentnahme. Bei stärl2°rer betriebsmäßiger Wasserentnahme ist die Gefahr einer unzulässigen Drucksteigerung geringer einzuschätzen als bei geringerer Wasserentnahme. Es ist also anzustreben, daß das Sicherheitsventil nicht allein auf den Druck, sondern außerdem, wenn auch in geringerem Maße, auf die betri:ebsmäßig durchströmende Wassermenge anspricht.
• Zur Lösung der genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das - Sicherheitsventil so zu gestalten, daß ein rahrförmiges, teilweise entlastetes Doppelsitzventil von dem betriebsmäßig fließenden Wasser axial durchströmt wird. Wenn nach Überschreiten des Ansprzchdruckes sich das Doppelsitzventil gegen die Kraft von Federn von seinen Sitzen: erhebt, strömt das überschüssige Wasser im wesentlichen in radialer Richtung ab. Auf diese Weise wird eine gedrängte Bauweise erreicht; auch ist der Strömungswiderstand für das betriebsmäßig strömende Wasser recht g`ring. Um Frostsicherheit zu erreichen, wird das über die Sitzflächen nach Ansprechen des Sicherheitsventils absträmende Wasser in ein Gehäuse geleitet, das in E d°.r GP-bra.uchsanlage nach einem an der tiefsten Stelle gel-cgenen Abwasserstutzen hin ntwässe,rt.
• Die «-eiter gestellte- Forderung nach einer flachen Kennlinie des Sicherheitsventils wird durch zwei Maßnahmen erreicht, die unter Umständen gleichzeitig benutzt «-erden können. Einmal sollte die Schließkraft des cntils sich mit dem Hub nicht oder nur wenig verändern. Das wäre in einfachster Weise dadurch zu bewerkstelligen, daß man als Schließkraft eine Gewichtskraft verwendet, allein die Benutzung von Gewichten entspricht nicht der Forderung nach einer leichten und gedrängten Bauweise. Es bliebe also: die Verwendung von Federn mit recht weicher Kennlinie, d. h. Federkraft in Abhängigkeit vom Federhub, über. Aber auch wiche Federn gewöhnlicher Bauart sind verhältnismäßig schwer und von großem Platzbedarf. Hier wird nun vorgeschlagen, an Stelle von gewöhnlichen Federn Federungskörper zu verwenden, die mit einer abgeschlossenen Menge Druckluft oder mit Druckgas gefüllt sind. Das eigentliche elastische Mittel dieser Federungskörper ist also, das Druckgas. Da sich das Volumen der Federungskörper mil dem Ventilhub nur verhältnismäßig wenig ändert, erhält man die gewünschte weiche Kennlinie, ohne daß Gewicht und Platzbedarf stark ansteigen. Außerdem läßt sich der Ansprechdruck in sehr weiten Grenzen verändern dadurch, däß man den Druck des Druckgases ändert. Der Druck des eingefüllten Druckgases verändert sich nun allerdings auch mit der Temperatur des Gases, und zwar ist der absolute Druck verhältnisgleich der absoluten Temperatur. Dieser Mangel ist in vielen Fällen ohne sonderliche Bedeutung. Bei der als Beispiel angeführten Verwendung des Sicherheitsventils in Feuerlöschschlauchleitungen deshalb nicht, weil die Temperatur des geförderten Wassers. die sich im wesentlichen der Armatur mitteilt, nur in ganz engen Grenzen schwankt.
• Ein zweites Mittel zur Erzielung einer weichen Kennlinie des Sicherheitsventils besteht darin, daß die wirksame Fläche des Doppelventils nach dem Ansprechen sich dadurch vergrößert, daß hinter eine oder auch beide Sitzflächen des Doppelventils eine Drosselstelle entsprechend veränderten Querschnittes b schaltet ist.
• Die ' Aufgabe, den Anspreclidruck in engen Grenzen nach dem Fluß des durchströmenden Wassers selbsttätig zu verändern, läßt sich durch eine" venturiartige Ausbildung des Doppelsitzventils erreichen. Der das Sicherlicitsventil betätigend:a Druck wird dabei an der engsten Stelle des Venturirohres entnommen. Die Druckhöhe an der engsten Stelle ist um den Geschwindigkeitshöhenunterschied geringer als in der unverengten Leitung. Je größer also der Wasserfluß ist, desto größer ist bei gleichbleibendem Wirkdruck auf die Fläche des Doppelsitzvenvtils der Druck in der unverengten Leitung. Durch die venturiartigeAusbildung des Doppelsitzventils wird auch der bleibende: Druckverlust sehr gering, außerdem werden die Baumaße verhältnismäßig klein.
• In: den Abb. i und a ist ein Ausführungshei:spiel gezeigt. Das betriebsmäßig durchströmende-Wasser tritt in den Stutzen a des Gehäuses ein, der sich in Strömungsrichtung (durch einen Pfeil gekennzeichnet) zu dem engsten Querschnitt an der Stelle b verengt. Von hier aus tritt das Wasser in das Doppelventil c ein, das sich nach dem Austritt zu wieder kegelförmig, Teil d, erweitert und schließlich in den Abgangsstutzen e des Deckels f mündet. Das Doppelsitzventil c-d besitzt zwei Sitze g und lt, - hat dabei den größeren Durchmesser. In der Ruhestellung wird das Doppelsitzventil durch mehrere mit Druckgas oder Druckluft gefüllte Federungskörper i gegen seine Sitze gepreßt. Der Druck des eingefüllten Gases (der Luft) läßt sich durch Aufpumpen oder Ablasisen; von: Luft verändern. h ist der betriebismäßig verschlossene Auffüllstutzen, l der Druckmesser, der zweckmäßig unmittelbar nach Werten des Ansprech:druckes beziffert ist.
• Spricht diais, Sicherheitsventil an, so strömt das Wasser durch den ringförmigen Raum zwischen dien Teilen b und c über den Sitz, g in das Gehäuse, das nach dem Abgangsstutzen. m zu entwässert; »a sitzt dabei an der tiefsten. Stelle des Gehäuses. Ein zweiter' Wasserstrom strömt durch die Löcher n im Doppelsitzventil zum Sitz la und von dort aufs ins Gehäuse. Auf seinem Strömungsweg hinter dem Sitz h hat dieser Teilwasserstrom die Drois'selsbelle o zwischen dem Doppedsitzventil und dem Ansatz des Deckels f zu durchströmen. Bei ruhendem Ventil war F die wirksame Fläche des Doppelsitzventils; nach dem Anheben vergrößert sie sich zur Fläche E. Diese bewirkt zusammen mit der weichten Kennlinie der Federungskörper eine flache Kennlini,ei des; Ventils. q sind Anschlagstifter, die den: Hub des Doppelsitzventils begrenzen.
• In dem Doppelsitzventil ist außerdem eine schraubenförmige Nut p an dem Ende angebracht, wo das Ventil im Deckel f geführt Ist. Infolge der venturiartigen Ausbildung des Doppelsitzventils ist der Wasserdruck an der Schraubennut p größer als an den Bohrunr gen n. Auf diese Weise entsteht auch bei nicht geöffnetem Ventil eine Sekundärströmung, die ein Einfrieren des Wasisers zwischen Doppelsitzventil und Deckel während dies Betriebes verhindert.
• Dien in Abb. 2 durch einen Pfeil gekennzeichnete Strömungsrichtung kann ohne, Beeinträchtigung der Wirkung des Ventils auch umgekehrt verlaufen. Das Ventil kann aliso, in beliebiger Richtung in die: Leitung eingebaut werden,.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Sicherheitsventil für Rohrleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges, teilweise entlastetes Doppe:lsitzventil (d) vor Erreichen des Ansprech druckes axial vom Betriebsstoff durchströmt wird und sich nach Überschreiten dieses. Druckes gegen die Kraft von Federn (i) von seinen Sitzen (g, h) abhebt und der Betrieihsstoff im wesentlichen radial abströmt.
2. 2. Sicherheitsventil nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelsitzventil (d) durch mit Druckluft od. dgl. ,gefüllte Federungskörper (i) gegen seine Sitze (g, h) gepreßt wird.
3. 3. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federungskörper (i) mit einem Druckmesser (L) verbunden sind, der den Luftdruck im Innern der Feiderungskörper mach dem Ansp.rechdruck beziffert.
4. Sicherheitsventil nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Sitzflächen abströmende Flüssigkeit hinter den Sitzflächen eine Drosselstelle (o) durchströmt, so, daß die bis zur Drosselstelle gerechnete wirksame Fläche des Doppelsitzventils (E) größer ist als, die bis zum Sitz gerechnete Fläche (F).
5. 5. Sicherheitsventil nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelsitzventil im Innern venturiartig verengt ist und der auf dien größere (g) der beiden Sitzflächen wirkende Druck der engsten Stelle entnommen wird.