DE8505909U1 - Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil - Google Patents
Unter Behälterdruck austauschbares SicherheitsventilInfo
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Description
GOK - Siegbui A-Nr.1 569
-&ngr;-
Die Erfindung betrifft ein unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil an Propan-Flüssiggasbehältern, kombiniert
mit einem Schließventil, montiert innerhalb einer längeren
Behältereinschweißmuffe.
Sicherheitsventile dienen dazu, einen Druckbehälter vor einem unzulässig hohen Innendruck zu schützen und einen
über den zulässigen Behälterbetriebsdruck hinaus ansteigenden Druck abzublasen. Tm vorl 1 eaenden Falle handelt es sich
um Propan-Flüssiggasbehälter, an deren Sicherheit durch das neue Umweltschutzgesetz erhöhte Anforderungen gestellt wer-(
den. Diese Sicherheitsventile müssen längstens alle 10 Jahre überprüft oder gegen neue Sicherheitsventile ausgetauscht
werden, in jedem Falle stehen diese Sicherheitsventile unter
Betriebsdruck, und zum Austauschen müßte der Flüssiggasbehälter entleert, also drucklos gemacht werden, was mit erheblichen
Kosten für den Betreiber verbunden ist. Um das Sicherheitsventil unter Druck austauschen zu können, bedarf
es einer Absperrung des Gaszuflusses. Von Hand zu betätigende Absperrventile sind aber vor Sicherheitsventilen nicht
zulässig, da nach dem Austausch des Sicherheitsventiles das öffnen des Absperrventiles vergessen werden könnte oder
aber auch während des Betriebes damit ein unzulässiges Ab- f sperren und Außerbetriebsetzen des Sicherheitsventiles mög-
lieh wäre, was die Sicherheit des Behälters gefährden würde.
In den USA ist unter der Patent-Nr. IiE 25272 ein sogenanntes
11CHEK LOK - Excess Flow Valve" bekannt, ein selbstschließendes
Ventil, welches beim Einschrauben einer Armatur zwangsläufig geöffnet und beim Herausschrauben dieser Armatur
auch wieder zwangsläufig geschlossen wird. Unter Zwischenschaltung eines solchen "Schließventiles" könnte ein Sicherheitsventil
unter Behälterdruck ausgetauscht werden. Nachteilig daran ist aber, daß durch dieses Schließventil,
welches in die vorhandene Behältereinschweißmuffe eingeschraubt wird, eine Drosselung des Gasflusses erfolgt, wodurch
die ursprüngliche Gasabblasemenge verringert wird.
GOK - Sicgl'urg A-Nr.1 569 449 /
und gerade das soll nicht sein. Diese Durchflußdrosselung
erfolgt einmal durch die Ventilverschlußplatte, die über den Schließventilmund greift und innerhalb der BehältereJ.nschweißmuf
fe den freien Durchgang verengt, zum anderen erfolgt eine weitere Durchflußdrosselung durch die innerhalb
des zylindrischen Durchganges im Schließventil liegenden übrigen Ventilteile. Ähnliche Schließventile werden
auch im Heizungsfach angewendet, um Armaturen, wie zum Beispiel Entlüfter oder Wasserdruckmanometer, auswechseln zu
können, ohne ein zusätzliches Handabsperrventil vorschalten zu müssen. An diese Schließventile werden aber keine
maximalen Durchflußanforderungen gestellt. Außenliegende
Sicherheitsventile mit geradem Abfluß nach oben, die im vorliegenden Falle in Verbindung mit dem Schließventil zur
Anwendung kommen, bekannt zum Beispiel durch das USA-Patent Nr. 2.254.209 - "Valve", weisen durch ihre konstruktive
Ausbildung, nämlich zylindrischer Zuflußkanal bis zum Ventilmund und verengte Durchlaßquerschnitte durch die seitlichen
Führungsleisten des Ventiltellers, von vornherein schon eine Durchflußdrosselung, also eine Verringerung des
Durchflußwertes auf, der sich zum Durchflußverlust des
Schließventiles addiert und dadurch die ursprüngliche Abblaseleistung des Einzelsicherheitsventiles reduzier4:.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ursprünglich durch das in eine vorgegebene Behältereinschweißmuffe direkt
eingeschraubte Sicherheitsventil erreichte Abblaseleistung nicht zu verschlechtern durch die Zwischenschaltung
eines zusätzlichen Schließventiles, was bedeutet,die Ausbildung des Schließventiles unter Berücksichtigung der
Querschnittsverengung innerhalb der Behältereinschweißmuffe durchzuführen, die verbindung zwischen Schließventil und
Sicherheitsventil so zu gestalten, daß durch die Ventileinbauteile keine Verschlechterung des Durchflußwertes eintritt
und die bekannte, herkömmliche Bauweise des Sicherheitsventiles durch Neugestaltung des Ventilabschlußtellers
und seiner Führung auf eine spürbare Verbesserung der Abblasemenge
umgestaltet wird.
GOK - Siegburg A-Nr.1 569
Die Lösung dieser Aufgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 findet sich im kennzeichnenden Teil des Anspruches
1 mit seinen Unteransprüchen, und weitere Lösungen sind aufgeführt in den folgenden Nebenansprüchen.
Der mit dieser Erfindung erzielte Vorteil des unter Behälterdruck austauschbaren Sicherheitsventiles liegt darin, daß
durch die Verlegung der Ventilabschlußdichtung auf den inneren zylindrischen Teil des Schließventileinganges bei kurzer
Einbaulänge des Schließventiles das überhaupt erreichbare Minimum des Ventilschließkegeldurchmessers erreicht wird
und damit den optimalen Durchflußquerschnitt in einer vorgegebenen Einschweißmuffe eines Behälters freigibt und durch
die optimale Anpassung der nachfolgenden Durchflußquerschnitte im übergang vom Schließventil zum Sicherheitsventil
und der Sicherheitsventilinnenteile bei kleinstmöglichem Bauaufwand eine optimale Abblaseleistung erreicht wird.
Auf beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele dargestellt,
die den Austausch eines unter Behälterdruck stehenden Sicherheitsventiles ermöglichen.
Fig. 1 zeigt die Behälterwandung 39 mit der Einschweißmuffe
3 und dem Schließventil 2, welches erforderlich ist, um ein Sicherheitsventil 1 unter Behälterdruck auswechseln
zu können, wobei der in das Schließventil eintauchende Schließkegel 4a-b innerhalb der Einschweißmuffe
3 liegt.
Fig. 2 zeigt eine Lösung, durch eine vorgegebene Einschweißmuffe
3 einen möglichst großen freien Durchfluß zu bekommen, indem der Ventilkegel 31 außerhalb der
Einschweißmuffe 3 angeordnet wird und sein Durchmesser keinen verengenden Einfluß auf den lichten
Muffendurchgang ausübt.
Fig. 3 zeigt als Verschlußteil am Schließventileingang eine Verschlußklappe 38, die durch das Einschrauben des Sicherheitsventiles über den Druckring 18 mit Querstange 19 und Betätigungsgestänge 32 über die Gelenke 36 und 37 in Offenstellung gebracht und beim
Fig. 3 zeigt als Verschlußteil am Schließventileingang eine Verschlußklappe 38, die durch das Einschrauben des Sicherheitsventiles über den Druckring 18 mit Querstange 19 und Betätigungsgestänge 32 über die Gelenke 36 und 37 in Offenstellung gebracht und beim
GOK- Siegburg A-Nr.1 5G9
Herausschrauben des Sicherheitsventiles durch die Kraft der Feder 3 in Schließstellung gebracht wird.
Bei mehreren hunderttausend Flüssiggasbehälter^ in deren
Wandung 39 eine Muffe 3 eingeschweißt ist, war das Sicherheitsventil
1 als solches mit innenliegender Feder ausgebildet , d.h., die Druckfeder 10 lag innerhalb der Einschweißmuffe
3 und hat damit den freien Durchflußquerschnitt innerhalb dieser Einschweißmuffe bereits gemindert. Für die
Umgestaltung auf ein unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil wird die Forderung gestellt, daß durch f
die Zwischenschaltung eines Schließventiles 2 eine zusatz- f liehe Minderung der Abblaseleistung nicht erfolgen darf.
Nach Fig. 2 kann der Ventilkegel 31 mit Dichtung 30 aus der Einschweißmuffe 3 herausgezogen werden, um einen freien
Gaszufluß zu bekommen. In Fi^'. 3 ist bei einem kürzeren
Eingangsanschluß am Schließventil 2 eine ausschwenkbare Verschlußklappe 38 vorgesehen,, die den Gasaustritt beim
Herausschrauben des Sicherheitsventiles 1 verschließt. Alle weiteren Funktionen decken sich mit den Funktionsabläufen
gemäß Fig. 1.Beim Herausschrauben des Sicherheitsventiles 1
gleitet der Ventilkegel 4 durch den Druck der Schließfeder auf die Querstange 19 und die Schließkegelstange 20 in die
Schließstellung 4b, wovei die Ventildichtung 26 in das
kurze Stück des Dichtungszylinders 24 gelangt und an der f 25 inneren Wandung abdichtet. Durch diese ein- und austauchende
Dichtung kann der Durchmesser des Schließkegels 4 ein Mindestmaß erreichen, so daß der freibleibende Ringquerschnitt
zwischen dem Innendurchmesser der Einschweißmuffe 3 und dem Außendurchmesser des Schließkegels 4 sogar etwas größer ist
als der lichte Durchmesser des Dichtungszylinders 24, der schon aus Festigkeitsgründen nicht größer gewählt werden
darf, um den Eingangsanschlußstutzen 23 beim Einschrauben des Schließventiles in die vorgegebene Einschweißmuffe 3
nicht abzudrehen. Gegen ein Durchziehen des Schließkegels 4b in den Strömungskanal 22 hinein beim Ausschrauben des Sicherheitsventiles
1 schützt der geringfügig an der Rundung des Ventileingangsmundes 25 anliegende untere Rand des Ventilschließkegels
4. Durch die Rundung am Ventileingangsmund 25
GOK - Siegburg A-Nr.1 569
und den sich unterhalb 10 Bogengraden aufweitenden Strömungskanal
22 wird eine fast verlustfreie Gasströmung erzielt. Der Führungsstern 21 für die Schließkegelstange 20
ist gegen die Strömung an allen Flächen gerundet, und der durch den Führungsstern hervorgerufene Querschnittsverlust
wird durch den in Strömungsrichtung aufgeweiteten Strömungskanal 22 wieder ausgeglichen. Der Druckring 18 liegt
im Strömungsschatten mit genügend großem freien Durchflußquerschnitt,
woran sich dann der Sicherheitsventileingangsstutzen 17 anschließt, dessen Strömungskanaleingangsdurchmesser
27 gleich ist dem Strömungskanalausgangsdurchmesser 22. Auf eine Rundung am Eingang des Stutzens 17 kann
verzichtet werden, wenn der lichte Durchmesser des Druckringes 18 diesem Eingangsdurchmesser entspricht.
Durch diese vorangehenden Strömungsbegünstigenden Maßnahmen kann der lichte Durchmesser des Sicherheitsventilmundes
gleich groß gehalten werden wie der lichte Durchmesser des dem gerundeten Ventileingangsmund 25 folgenden Dichtungszylinders 24. Der öffnungsdruck für das Sicherheitsventil 1
wird bestimmt durch die Gegenkraft der Druckfeder 10 auf den Glockenventilteller 11 mit Ventildichtung 12. Sobald
sich die Ventildichtung 12 anhebt, strömt das unter Druck austretende Gas unter den Tellerrand 13, der bis nahe an
den Boden des Sicherheitsventilmundes 14 heranreicht, beaufschlagt damit eine vergrößerte Fläche, der Druck gegen
die Feder 10 nimmt stark zu, damit wird der Glockenteller 11 angehoben und bis gegen den Anschlag des Federdruckstückes
8 gedruckt. Ohne diese besondere Formgebung des Glockentellers 11 wäre es sonst nicht möglich, bei einer
so kurzen und starren Feder 10 den erforderlichen Ventilöffnungshub bei einar Druckzunahme von nur 10 % zu erzielen.
Die Führung des Glockentellers 11 wird einzig und alleine übernommen von der Ventilstange 9, die sich in dem
stark nach unten gezogenen Federdruckstück 8 führt. Damit entfällt die sonst übliche Führung des Ventiltellers 11/13
an der inneren Wandung des Sicherheitsventiles 1, der freie Abflußquerschnitt wird dadurch vergrößert und der
Außendurchmesser des Sicherheitsventiles 1 kann im Ver-
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gleich zum Durchmesser des Sicherheitsventilmundes 14 sehr viel kleiner gehalten werden als bei den sonst üblichen
Ausführungen. Die Auslaßöffnungen 7 des Federdruckstückes 8 weisen einen größeren freien Querschnitt als der Sicherheitsventilmund
14 auf, um zusätzliche Ausströmungsverluste zu vermeiden. Die Abdichtung des Sicherheitsventiles 1 gegen
das Schließventil 2 erfolgt durch einen im Sicherheitsventilboden eingelassenen Dichtring 15, so daß die Gehäuse
1 und 2 metallisch gegeneinander geschraubt werden können und durch eine Sicherungsscheibe 16 gegen unbefugtes Lösen
gesichert werden. Die Sicherungsscheibe 16 wird dabei einmal
gegen die Schlüsselfläche des Schließventiles 2 nach ( ) unten und einmal gegen die Schlüsselfläche des Sicherheitsventiles
1 nach oben umgebogen. Zum Herausschrauben des Sicherheitsventiles 1 zu Erneuerungszwecken oder zur überprüfung
muß zunächst die Sicherungsscheibe 16 wieder flach gebogen werden. Die Gewindelänge des Sicherheitsventilstutzens
17 ist etwa doppelt so lang wie der Hub des eintauchenden
Schließkegels 4. An Stalle der Gewindeverbindung zwischen dem Sicherheitsventil 1 und dem Schließventil
2 ist auch eine Flanschverbindung mit entsprechend langen Verbindungsschrauben möglich. Beim Herausschrauben wird zunächst
die Dichtung 15 vom Schließventil 2 gelör.t, ein sehr geringer Gasstrom entweicht hörbar durch das Spiel der Ge-
, . 25 windegänge. Sobald der Sicherheitsventileingangsstutzen 17
etwa bis zur Hälfte herausgedreht ist, gelangt der eintauchende Schließkegel in die Stellung 4b und die Ventildichtung
26 dichtet an der inneren Wandung des Dichtungszylinders
24 ab, das hörbare Gasaustrittsgeräusch hört auf, ein Zeichen dafür, da. der Ventileingangsmund 25 verschlossen
ist und das Sicherheitsventil 1 nunmehr nach weiteren Umdrehungen gefahrlos und damit unter Behälterdruck ausgetauscht
werden kann.
GOK - Siegburg A-Nr.1 569 449
• · t &igr; · ·
• Ittet·· + /S
jichen
zum
zum
unter Behälterdruck austauschbaren Sicherheitsventil
1 Sicherheitsventil
2 Schließventil
3 Einschweißmuffe
4^ eintauchender SchlieEkegel
5 Schließfeder
6 Schutzkappe
7 Auslaßöffnung
8 Pederdruckstück
9 Ventilstange
10 Druckfeder
11 Glockenventilteller
12 Ventildichtung
13 Tellerrand
14 Sicherheitsventilmund
15 Dichtring
16 Sicherungsscheibe
17 Sicherheitsventileingangsstutzen
18 Druckring
19 Querstange
20 Schließkegelstange
21 Führungsstern
22 Strömungskanal
23 Eingangsanschluß
24 Dichtungszylinder
25 Ventileingangsmund
26 Ventildichtung
27 Strömungskanal
28 gewindelose Rohrhülse
29 Ventilsitz
30 Dichtung
31 Ventilkegel
32 Betätigungsgestänge
33 Feder
34 Führungssteg
35 Führungsgestänge
36 Gelenk
37 Gelenk
38 Verschlußklappe
39 Behälterwandung
Claims (10)
1.Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil an
Propan-Flüssiggasbehältern, kombiniert mit einem Schließventil, montiert innerhalb einer längeren Behältereinschweißmuffe,
dadurch gekennzeichnet,
daß c"as in einer vorgegebenen Einschweißmuffe (3) eingeschraubte
Schiebeventil (2) am Eingangsanschluß (23) einen gerundeten Vent'leingangsmund (25) aufweist, der in einen
kurzen Dichtungszylinder (24) übergeht, an dessen innerer Wandung die Ventildichtung (26) des eintauchenden Schließkegeis
(4a-4b) abdichtet, der Strömungskanal (22) sich anschließend stetig aufweitet bis zur Auflagefläche des Führungssternes
(21), worin sich die Schließkegelstange (20) führt, die durch eine Schließfeder (5) über eine Querstange
(19) lagernd in einem bekannten Druckring (18) in Richtung
Schließstellung gezogen, durch den in das Schließventil (2) eingeschraubten Sicherheitsventileingangsstutzen (17) aber
in Offenstellung gehalten ist, der Strömungskanal (27) sich bis zum Sicherheitsventilmund (14) stetig verjüngt, der
durch eine Ventildichtung (12) abgedeckt ist, die innerhalb eines Glockentellers (11) liegt, dessen spitz auslaufende
Fassung (13) weit über die Ventildichtung (12) greift bis kurz über den Boden des Sicherheitsventilmundes (14) , wobei
sich der Glockenteller (11) mit seiner Ventilstange (9), in bekannter Weise belastet von einer Druckfeder (10), nur
innerhalb des verlängerten Federdruckstückes (8) führt, das Sicherheitsventil ( 1 ) gegen das
Schließventil (2) durch einen in einer Plannut liegenden Dichtring (15) gedichtet und durch eine Sicherungsscheibe
(16) gegen Verdrehung gesichert ist.
2. unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Auslaufdurchmesser des Strömungskanales (22) und der Einlaufdurchmesser des Strömungskanales (27) gleiche
Durchmesser haben.
3. Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Konizität der Strömungskanäle (22) und (27) maximal 10 Bogengrade beträgt.
4. Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der eintauchende Schließkegel (4b) nach der Ventildichtung (26) mit der V^ntildichtungsfassung an der Rundung
des Ventileingangsmundes (25) anliegt,
5. Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/
daß die Rippen und die Nabe des Führungssternes (21) gegen die Gasströmungsrichtung ein gerundetes Strömungsprofil
aufweisen.
6. Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet,
daß df.r Abstand zwischen dem Glockenteller (11) und dem
Federdruckstück (8) an der Ventilstange (9) gleich dem vierten Teil des Sicherheitsventilmunddurchmessers (14)
plus maximal 2 mm beträgt.
7. Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der lichte Durchmesser des Dichtungszylinders (24) zwischen 20 bis 23 mm beträgt innerhalb einer Einschweißmuffe
(3) mit 1 Zoll Innengewinde.
GOK - Siegburg / A-Nr.1 569 449 f
s ♦ * e
•3-
8. Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der lichte Durchmesser des Sicherheitsventilmundes (14) gleich ist dem lichten Durchmesser des dem gerundeten
Ventileingangsmund folgenden Dichtungszylinders (24)· &igr;
9. Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil an Propan-Flüssiggasbehältern, kombiniert mit einem |
Schließventil/ montiert innerhalb einer längeren BehältereinäOnweiSiTiurre,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit Gewinde versehene Eingangsstutzen (23)des
Schließventlles (2)als gewindelose Rohrhülse (28) bis über das Ende der Einschweißmuffe (3) verlängert ist und das
Ende der Rohrhülse (28) als Ventilsitz (29) für den Ventilkegel (31) mit Dichtung (30) dient.
10. Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil an Propan-Flüssiggasbehältern, kombiniert mit einem Schließventil,
montiert innerhalb einer längeren Behältereinschweißmuffe,
dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Eingangsanschlusses (23) zum Schließventil
(2) ein Führungssteg (34) angeordnet ist, in welchem sich ein durch eine Feder (33) in Schließrichtung ziehendes
Führungsgestänge (35) mit Verschlußklappe (38) führt, deren öffnung und Schließung über die Gelenke (36) und (37)
■ durch ein Betätigungsgestänge (32) erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19858505909 DE8505909U1 (de) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Unter Behälterdruck austauschbares Sicherheitsventil |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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DE8505909U1 true DE8505909U1 (de) | 1987-09-24 |
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