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Sicherheitsabsperrventil für zu hohen und zu niedrigen Druck An Gasleitungen
mit wechselndem Vordruck, an die Druckregler angeschlossen sind, müssen laut amtlicher
Vorschriften Sicherungen angebracht sein, damit hinter dem Druckregler kein zu hoher
Gasdruck auftreten kann und auch durch Druckmangel keine Störungen hervorgerufen
werden können. Zu diesem Zweck wird in die Leitungen zu dem Druckregler ein Sicherheitsabschlußventil
eingebaut. Die hierfür verwendeten Konstruktionen besitzen allgemein eine mechanische
Steuerung, die durch einen Druckimpuls ausgelöst wird. Eine derartige mechanische
Steuerung hat jedoch den Nachteil, daß sie sehr umfangreich wird, viel Platz beansprucht
und einen entsprechend hohen Werkstoffaufwand erfordert. Demgegenüber bildet den
Gegenstand der Erfindung eine Bauart, bei der an Stelle der mechanischen Betätigung
des Absperrventils eine pneumatische Steuerung tritt, die eine wesentliche Vereinfachung
ergibt und erheblich weniger Werkstoff beansprucht.
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Die Erfindung besteht darin, daß die vom maßgebenden Arbeitsdruck
beaufschlagten Steuerorgane, wie Membranen oder Kolben, bei Überschreiten oder Unterschreiten
einer festgesetzten Toleranz über ein Belastungs- oder Entlastungsventil ein Betätigungsorgan
des Absperrventils, das wieder eine Membran oder ein Kolben sein kann, im Sinne
des Schließens beeinflussen.
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In der Zeichnung zeigen die Fig. i und 2 zwei Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellung; Fig. 3 zeigt eine zu Fig.
2 gehörende Einzelheit in größerem 1Vlaßstabe.
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Das Gas tritt durch den Einlaßstutzen i in den Gehäuseraum 2 ein und
gelangt bei abgehobenem Ventilteller 3 durch den Austrittsstutzen 4 zum
Gasdruckregler.
Der Gehäuseraum 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. i durch eine Membran
5 abgeschlossen, die mit dem Ventilteller 3 festgekuppelt ist. Die ebenfalls fest
mit der Membran 5 verbundenen Membranteller 6 dienen gleichzeitig als Belastungsgewicht.
Der auf der Außenseite der Membran liegende Druckraum 7 ist durch einen Deckel 8
abgeschlossen, durch den die mit den Membrantellern 6 und damit auch mit dem Ventilteller
3 fest verbundene Spindel 9 gasdicht hindurchgeführt ist.
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Auf dem Deckel 8 sind ein Belastungsventil io und ein Entlastungsventil
i i aufgebaut, die in direkter Verbindung mit dem Druckraum 7 stehen. Das Belastungsventil
io ist durch den Kanal 12 einerseits mit dem Gehäuseraum 2, andererseits durch den
Verbindungskanal 13 mit dem Druckraum 7 verbunden. Das Entlastungsventil i i ist
durch den Verbindungskanal 13 ebenfalls an den Druckraum 7 und andererseits an eine
Entlüftungsleitung 14 angeschlossen. Die beiden Ventile io, ii werden durch einen
schwenkbaren Waagebalken 15 abhängig von der Stellung einer Impulsmembran a6 gesteuert.
Diese Membran schließt den Impulsraum 17 ab, der durch den Anschluß 18 mit dem hinter
dem Druckregler herrschenden Arbeitsdruck Verbindung hat. Zur Verbindung der Membran
16 mit dem Waagebalken 15 dient eine Welle i9, die an ihrem einen Ende den Waagebalken
15 und an ihrem anderen Ende einen an der Membran 16 angelenkten Hebel 2o trägt.
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Das Selbstschlußventil3 wird in der Schließstellung, bei der das Belastungsventil
io geöffnet und das Entlastungsventil i i geschlossen ist, durch Sperren des Waagebalkens
15 gegen ein automatisches Wiederöffnen verriegelt. Zu diesem Zweck ist ein Kipphebel
21 vorgesehen, an dem eine Feder 22 in der Weise angreift, daß der Kipphebel in
einer der beiden Endstellungen A, der Offenstellung, oder B, der Schließstellung,
gehalten wird. In der Schließstellung B legt sich ein Ansatz 23 des Kipphebels 21
gegen den Waagebalken 15. Erst nachdem der Kipphebel in die Stellung A umgelegt
worden ist, kann das Umschalten des Belastungs- und Entlastungsventils erfolgen
und damit das Selbstschlußventil wieder öffnen. Durch einen Ausschnitt 24 des Kipphebels
21 greift ein an der Ventilspindel 9 sitzender Zapfen 25, so daß die Ventilspindel
und der Kippliebel mit einem gewissen Spiel miteinander gekuppelt sind.
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Bei normalem Arbeitsdruck befindet sich der Kipphebel 21 in der Stellung
A, in der der Waagebalken 15 nicht gesperrt ist. Die Impulsmembran 16 ist nach unten
durchgedrückt, da ihre Belastungsfeder so bemessen ist, daß sie den vom Impulsraum
17 auf sie wirkenden Arbeitsdruck überwindet. Von der Impulsmembran 16 aus wird
der Waagebalken 15 über den Hebel 20 und die Welle 19 in einer Stellung gehalten,
in der das Entlastungsventil 11, das den Druckraum 7 entlüftet, geöffnet und das
Belastungsventil io, das den Vordruck in den Druckraum 7 leitet, geschlossen ist.
Steigt nun der Arbeitsdruck hinter dem Druckregler um ein bestimmtes Maß an, so
wird die Impulsmembran 16 nach oben gedrückt und über den Hebel 2o und die Welle
i9 der Waagebalken 15, der durch den in Stellung A befindlichen Kipphebel 21 nicht
gesperrt ist, umgelegt. Dadurch wird das Entlüftungsventil i i geschlossen und das
Belastungsventil io geöffnet. Der Gasdruck steigt nun aus dem Gehäuseraum 2 durch
die Leitung 12 und das offene Belastungsventil io in den Druckraum 7. Die Membran
5 steht jetzt von beiden Seiten unter gleichem Druck, so daß sie sich infolge ihrer
Gewichtsbelastung senkt und der mit ihr fest verbundene Ventilteller 3 sich auf
den Gehäusedichtrand aufsetzt. Dabei wird der Kipphebel 21 durch den am unteren
Teil seines Ausschnittes 2,4 anliegenden Zapfen 25 der Ventilspindel 9 aus der Lage
A in die Lage B umgekippt, wodurch der Anschlag 23 des Kipphebels
21 gegen den Waagebalken 15 trifft, so daß dieser gegen eine Umschaltung verriegelt
ist. Nur nach einer von Hand vorgenommenen Umlegung des Kipphebels in die Stellung
A kann dann die Umschaltung des Belastungs- und Entlastungsventils erfolgen, nachdem
sich der Arbeitsdruck hinter dem Regler entsprechend ermäßigt hat und die Impulsmembran
16 wieder durchgedrückt worden ist.
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Tritt bei geöffnetem Absperrventil 3, also geschlossenem Belastungsventil
io, geöffnetem Entlastungsventil i i und Kipphebel 21 in Stellung A, Gasmangel ein,
so wird der die Membran 5 mit den Belastungsgewichten 6 in Offenlage drückende Gasdruck
so gering, daß die Wirkung des Gewichtes der Membranteller 6 und des Ventils mit
Spindel größer ist als die Kraft des Gasdruckes. Diese auf Schließen des Ventils
gerichtete Kraft der Gewichte wird durch den Stift 25 der Ventilspindel 9 auf den
Kipphebel 21 übertragen. Fällt der Druck in dem Gehäuseraum 2 so weit, daß die an
der Spindel 9 ziehende Kraft größer wird als das durch die Feder 22 an dem Hebel
21 ausgeübte Kippmoment, so zieht die Spindel 9 den Hebel 21 aus der Lage
A, der Hebel 21 kippt in die Stellung B
um und nimmt den Waagebalken
15 durch seinen Ansatz 23 mit. Dadurch wird das Entlüftungsventil i i geschlossen
und das Belastungsventil io geöffnet, so daß der in dem Gehäuseraum 2 noch bestehende
Gasdruck über die Leitungen 12, 13 in den Druckraum 7 einströmt. Das Selbstschlußventil
wird durch Aufsetzen des Ventiltellers 3 auf den Gehäusedichtrand geschlossen und
in der Schließstellung gehalten, bis es von Hand umgeschaltet wird.
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Handelt es sich bei dem zu regelnden Druck um einen hohen Vordruck
und auch hohen Arbeitsdruck, so tritt an Stelle einer Membran zur Betätigung des
Absperrventils 3 ein Kolben. Es wird jedoch dann nicht mehr möglich, das Schließen
des Selbstschlußventils durch das Gewicht des Kolbens herbeizuführen. Demgemäß sind
für hohe Arbeitsdrücke zwei Impulsmembranen vorgesehen, von denen in an sich bekannter
Weise die eine bei Überdruck, die andere bei Gasmangel anspricht.
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In Fig. 2 ist ein solches Sicherheitsabschlußventil
für
hohen Druck dargestellt. Das Gas tritt wieder durch den Einlaßstutzen i in den Gehäuseraum
2 ein und gelangt bei abgehobenem Ventilteller 3 zum Auslaßstutzen 4. Mit dein Ventilteller
3 ist der Kolben 5, der den Gehäuseraum 2 von dem Druckraum 7 trennt, fest verbunden.
Durch die Leitungen 12, 13 ist über das Belastungsventil io und das Entlastungsventil
ii eine Verbindung zwischen dem Gehäuseraum 2 und dem Druckraum 7 hergestellt. An
dem Waagebalken 15 greift eine Feder 3o an, die ihn in der Stellung A zu
halten sucht, in der das Belastungsventil io geöffnet und das Entlastungsventil
ii geschlossen ist.
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An dem Waagebalken 15 befindet sich eine Rast 31, in die eine von
den Impulsmembranen gesteuerte Klinke 32 bei Stellung B des Waagebalkens 15 eingreift
und den Waagebalken in der Stellung B hält. Die Klinke 32 sitzt an einem zweiarmigen
Hebel, den eine Feder 33 in der Einschnappstellung zu halten sucht. An dem anderen
Schenkel 34 des Klinkenhebels greifen die Impulsmembranen 35, 36 an, die den durch
den Anschluß 18 mit dem Arbeitsdruck in Verbindung stehenden Impulsraum 17 abschließen.
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Die Impulsmembran 35 überträgt bei Gasmangel ihre Kraft mittels des
Hebels 37 auf die Zugstange 38, die Impulsmembran 36 bei Überdruck mittels des Hebels
39 auf eine Zugstange 4o. Die Zugstange 4o greift mit einer Öse 41 an einem Stift
42 des Klinkenhebels 34 an. Bei Überdruck wird die Zugstange 4o abwärts gezogen
und die Klinke 32 aus der Rast 31 des Waagebalkens 15 ausgelöst. Der Waagebalken
wird dann durch die Feder 30 in die Schließstellung A umgelegt, und dasAbsperrventil
3 wird geschlossen. Die Einschaltung des Selbstschlußventils kann erst wieder erfolgen,
wenn der Überdruck verschwunden ist.
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Die mit der Impulsmembran 35 gekuppelte Zugstange 38 greift mittels
einer besonders gestalteten Kulisse 43 (zu vgl. auch Fig. 3) an einem Zapfen 44
des Hebelschenkels 34 an. Bei Gasmangel wird die Membran 35 durch die Kraft der
Feder 45 nach unten gedrückt, so daß die Zugstange 38 die Kulisse 43 abwärts zieht.
Dabei trifft die Einbuchtung 46 der Kulisse gegen den Stift 44 des Klinkenliebels
und löst bei einer bestimmten Stellung der Impulsmembran die Klinke 32 aus der Rast
31 des Waagebalkens 15. Dieser springt unter der Wirkung der Feder
30 von der Stellung B in die Stellung A
um, und das Sicherheitsabsperrventil3
schließt.
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Die Umschaltung des Waagebalkens 15 von der Stellung
A in die Stellung B, d. h. zur Inbetriebsetzung des Absperrventils
von Hand, könnte erst wieder vorgenommen werden, wenn hinter dem Gasdruckregler
wieder der normale Arbeitsdruck herrscht. Da der Gaszufluß zum Regler jedoch gesperrt
ist, kann sich dieser normale Arbeitsdruck erst nach einer gewissen Öffnungszeit
des Absperrventils wieder bilden. Es muß darum eine Möglichkeit gegeben sein, das
Absperrventil in Offenstellung zu bringen, auch ohne daß der normale Arbeitsdruck
vorhanden ist. Zu diesem Zweck ist eine besondere Einrichtung an der Kulisse 43
getroffen, Sie ist einmal mit einer über die Einbuchtung 46 hinausragenden Verlängerung
47 und andererseits mit einer Anlauffläche 48 versehen, mit der sie durch eine an
der Zugstange 38 angreifenden Feder 49 gegen eine Leitrolle 5o gehalten wird. Bei
der Abwärtsbewegung der Zugstange 38 und der Kulisse 43 wird durch die Einwirkung
der Einbuchtung 46 auf den Hebelstift 44, wie oben erläutert, zunächst die Klinke
32 aus der Rast 31 des Waagebalkens 15 ausgelöst. Bei weiterer Abwärtsbewegung der
Kulisse 43 gleitet der Stift44 von der Einbuchtung 46 der durch die Rolle 5o zur
Seite gedrückten Kulisse ab und kann in der Verlängerung 47 der Kulisse nach oben
gehen, so daß die Feder 33 den Klinkenhebel wieder in die Einschnappstellung bringen
kann. Das Abschlußventil kann nun jederzeit von Hand eingeschaltet werden.