DE8806501U1 - Rohrbruchsicherungsventil - Google Patents

Description

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R. & G. Schmdle Metallwerke GmbH & Co. KG Fröndenberger Straße 29. 5750 Menden 1

Rohrbruchaichsrungsventil

Die Erfindung betrifft ein Rohrbruchsicherungsventil für eine Chlorgasdruckleitung.

Aus hygienischen Gründen und zur chemischen Stabilisierung des Hassers wird in Schwimmbädern das Beckenwasser während des Umwälzens mit Chlorgas angereichert. Während bei kleineren Becken die Chlorgasanreicherung durch Einwerfen von sogenannten Chlortabletten erfolgt, wird bei größeren Becken, wie sie in öffentlichen Schwimmbädern anzutreffen sind, . das Chlorgas gasförmig mit dem Beckenwasser in Verbindung gebracht, da dies erheblich kostengünstiger ist.

Eine solche Chlorgasanreicherungsanlage weist regelmäßig einen Chlorvorrat in Form eines Chlorfasses oder einer Chiurflasche auf, in der das Gas in flüssiger For» unter Druck gespeichert ist. In der Regel sind mehrere solcher Chlorgasflaschen in einem geschlossenen Raum gelagert. Diese Flaschen sind über Druckleitungen an eine Verteilerarmatur angeschlossen, über die die Anlage mit Chlor versorgt wird.

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Da Chlor ein hochaggressives Gas ist, das in konzentrierter Form beim Kontakt mit der Haut, insbesondere den Atmungsorganen, zu erheblichen Verätzungen bzw. Vergiftungen führen kann, ist unter allen Umstanden sicherzustellen, daß ein unkontrollierter Chlorgasaustritt, wie er beispieleweise durch einen Leitungsbruch entstehen kann, verhindert wird.

Bei bekannten Anlagen dieser Art ist eine solche Sicherung nicht vorgesehen, so daß bei einem Leitungsbruch, beispielsweise im Bereich zwischen Gasflasche und Verteiler, das Chlorgas in praktisch beliebiger Menge frei ausströmen kann. Es haben sich bereits Unfälle solcher Art ereignet.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rohrbruchsicherungsventil zu schaffen, das bei einem Bruch der Chlorgasdruckleitung selbsttätig sperrt und somit ein weiteres Ausströmen von Chlorgas verhindert. Das Ventil soll einfach im Aufbau sein und ohne zusätzliche Energieversorgung zuverlässig arbeiten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das beschriebene Rohrbruchsicherungsventil arbeitet rein mechanisch und wird durch den beim Rohrbruch in der Druckleitung auftretenden Druckabfall gesteuert und durch den anströmseitigen Druck gesperrt. Dieses Ventil ist daher völlig unabhängig von einer Energieversorgung. Es wird zweckmäßigerweise direkt mit dem Gasflaschenventil verbunden. Abströmseitig wird dann die zu überwachende Chlorgasdruckleitung angeschlossen. Das Ventil arbeitet so lange, bis der Druck in der angeschlossenen Gasflasche erheblich abfällt, also bis nahe zur völligen Entleerung der Flasche. Wenn das Ventil aufgrund des nicht mehr ausreichenden Versorgungsdrucks innerhalb der Gasflasche nicht mehr einwandfrei

schließt, besteht in der Regel auch keine Gefahr mehr bei einem Leitungsbruch, da nur noch eine geringe Menge Chlorgas entweichen kann.

Das Rohrbruchsicherungsventil weist praktisch nur ein bewegliches Teil, den Dichtkörper auf, der im normalen Betrieb durch Federkraft in geöffneter Stellung gehalten wird. Die Federkraft ist dabei so dimensioniert, daß sie den Ventilkörper bei maximal zulässiger Durchflußmenge gerade noch in geöffneter Stellung hält, und daß beim Oberschreiten dieser Durchflußmenge der Ventilkörper durch den anströmseitigen höheren Druck in seine Sperrstellung bewegt wird. Die zwischen den beiden Druckseiten des Ventilkörpers vorgesehene Drosselstelle wird hierbei gezielt zur Erzeugung einer Druckdifferenz zwischen An- und Abströmseite genutzt und ist daher entsprechend dem Betriebsdruck und der maximal zulässigen Durchflußmenge zu dimensionieren.

Vorteilhaft ist die Drosselstelle durch mindestens einen Drosselkanal zwischen Gehäuse und Dichtkörper gebildet, wie in Anspruch 2 angegeben. Eine solche Ausbildung ist fertigungstechnisch günstig. Im übrigen kann hierbei eine Anpassung des Ventils an vorgegebene Druckverhältnisse in einfacher Weise durch Austausch des Gehäuses bzw. des Dichtkörpers erfolgen.

Von Vorteil ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 3, bei der der Dichtkörper axial begrenzt verlagerbar innerhalb einer tylindrisehen Gehäusebohrung geführt ist. Der Drosselkanal ist dabei durch mindestens eine Längsausnehmung am Außenumfang des Dichtkörpers gebildet. Eine zylindrische Gehäusebohrung ist kostengünstig zu fertigen und erlaubt die freie axiale Drehbarkeit des Dichtkörpers, wodurch ein Verklemmen innerhalb der Bohrung weitgehend verhindert wird. Eine Längsausnehmung am Außenumfang des Dichtkörpers kann

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ausgehend, von einem im Querschnitt zylindrischen Dichtkörper in einfacher Weise durch Fräsen und/oder Schleifon erfolgen. Eine entsprechende Bearbeitung der Gehäusebohrung wäre vergleichsweise aufwendig. Diese Bauart erlaubt zudem eine einfache Anpassung des Ventils an die vorgegebenen Druckverhältnisse durch Einbau eines mit dem entsprechenden Drosselquerschnitt versehenen Dichtkörpers. Für spezielle Anwendungen kann der Dichtkörper ggf. kostengünstig nachbearbeitet werden, um beispielsweise den Drosselkanal zu vergrößern.

Gemäß Anspruch 4 ist der Dichtkörper aus einem chlorresistenten Material, vorzugsweise aus Polyvinylidenfluorid gefertigt. Ein solcher aus PolyvinylidenCluorid bestehender Dichtkörper ist kostengünstig in der Herstellung und garantiert auch nach langem Einsatz eine gute Dichtwirkung. Zudem weist dieser Grundstoff einen geringen Reibkoeffizienten zu Metall auf, so daß die Beweglichkeit des Dichtkörpers innerhalb der Gehäusebohrung gewährleistet ist und ein Festf essen des Dichtkörpers am Gehäuse verhindert wird. Das Gehäuse selbst besteht in der Regel aus einem chlorresistenten Metall, kann jedoch ggf. auch aus einem geeigneten Kunststoff bestehen.

Um eine gute Dichtwirkung zwischen Dichtkörper und DicL-sitz zu gewährleisten, ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 5 von Vorteil, bei der der Dichtkörper einen stirnseitig eingegliederten Dichtrirtf aufweist, der in Sperrstellung an erner dem Gehäuse zugeordneten Dichtfläche fliegt. Dieser Dichtring, vorzugsweise ein O-Ring, ist elastisch und paßt sich möglichen Unebenheiten der Dichtfläche an, so daß auch bei verhältnismäßig geringer Anpreßkraft eine hohe Dichtwirkung erzielt wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn vo*. dem Rohrbruchsicherungsventil ein Druckminderer &::---^-- "net 1st, der auf verhältnismäßig niedrigen Arbeitsdruck eingestellt ist.

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Zweckmäßigerweise ist die Dichtfläche zwar dem Gehäuse zugeordnet, jedoch an einem innerhalb der Gehäusebohrung sitzenden Gehäuseeinsatz vorgesehen. Dieser Gehäuseeinsatz legt zum einen den Dichtkörper innerhalb des Gehäuses fest und weist zum anderen den Vorteil auf, daß die stirnseitig am Gehäuseeinsatz vorgesehene Dichtfläche fertigungstechnisch günstig bearbeitet werden kann. Eine vergleichsweise Bearbeitung dieser Dichtfläche innerhalb des Gehäuses wäre erheblich aufwendiger.

Bei einer Ausbildung gemäß Anspruch 5 ist innerhalb des Dichtkörpers eine Schraube vorgesehen, die den Dichtring in seiner bestimmungsgemäßen Lage hält und zugleich eine Innenführung und Anlagefläche für eine Schraubendruckfeder bildet, die den Dichtkörper in Öffnungsstellung kraftbeaufschlagt (Anspruch 7).

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Rohrbruchsicherungsventil und

Figur 2 die anströmseitige Stirnansicht des Dichtkörpers in Figur 1.

Das dargestellte Rohrbruchsicherungsventil weist ein Gehäuse 1 mit etwa zylindrischer Außenkontur auf, in dessen mittleren Bereich ein Sechskant 2 angeformt ist. Das Gehäuse 1 weist eine zentrale Bohrung 3 auf, die im Endbereich 5 aufgeweitet und mit einem Innengewinde 4 versehen ist. Dieser mit Innengewinde 4 versehen« Endbereich 5 bildet den anströmseitigen (bezogen auf die Strömungarichtutig 15) Anschluß 6 des Ventils, der zum Anschluß an ein Chlorgasflaschenven- &Lgr;&mgr; X &Lgr; ************ A. W &Lgr;&lgr;*&Mgr; &Lgr; &Lgr;* &Phi;*

Der aufgeweitete Endbereich 5 wird durch eine innerhalb des Gehäuses 1 liegende Stirnfläche 7 begrenzt. Innerhalb dieser Stirnfläche 7 ist eine umlaufende Nut vorgesehen, die zur Aufnahme eines O-Rings 8 dient, der die Verbindung zwischen dem anströmseitigen Anschluß 6 und dem Gasflaschenventil nach außen abdichtet.

Zm abströmseitigen Endbereich 9 weist das Gehäuse 1 ein Außengewinde 10 auf, wodurch ein abströmseitiger Anschluß zum Anschluß einer Chlorgasdruckleitung gebildet ist.

Innerhalb der Bohrung 3 des Gehäuses 1 ist ein begrenzt axial verlagerbarer Dichtkörper 12 geführt. Der Dichtkörper 12 weist über nahezu seine gesamte Länge den in Figur 2 dargestellten Querschnitt auf und ist jeweils zur vorderen und hinteren Stirnseite hin abgesetzt ausgebildet. Der dargestellte Dichtkörper 12 ist aus einem zylindrischen Querschnitt gebildet, an dem vier Längsausnehmungen 13 angeordnet sind, so daß ein an den Ecken abgerundeter quadratischer Querschnitt entsteht (Figur 2). Die Ecken 14 sind mit einem Radius gerundet, der etwa dem der Bohrung 3 entspricht, so daß der Dichtkörper 12 mit seinen gerundeten Ecken 14 innerhalb der Bohrung 3 geführt ist. Durch die Längsausnehmungen 13 sind zwischen Bohrungswandung und Dichtkörper 12 insgesamt vier Kanäle gebildet, durch die das in Richtung durch das Ventil strömende Gas zwischen Dichtkörper 12 und Bohrung 3 durchströmen kann. Diuse durch die Ausnehmungen gebildeten Kanäle zwischen der Bohrung 3 und dem Dichtkörper 12 bilden eine Droeselstelle, so daß je nach Durchflußgeschwindigkeit eine Druckdifferenz »wischen der An- und Abströmseite des Dichtkörpers 12 entsteht.

Anströmseitig ist die Bewegung des Dichtkörpers 12 durch &bull;inen ringförmigen Ansatz 16 innerhalb der Bohrung 3 begrenzt. Neben der zentralen Durchgangsbohrung weist dieser ringförmige Ansatz 16 zusätzlich zahlreiche über den Umfang

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angeordnete Längsbohrungen 17 auf, die einen ausreichend großen Durchströmungsquerschnitt unter Vermeidung einer Drosselwirkung bilden. In der in Figur 1 dargestellten geöffneten Stellung des Ventils liegt der zu einem abgerundeten Vierkant 18 ausgebildete abgesetzte Teil des Dichtkörpers 12 an diesem Ansatz 16 an.

In dieser Stellung (Figur 1) wird der Dichtkörper 12 durch eine vorgespannte Schraubendruckfeder 19 gehalten, die zwischen der abströmseitigen Stirnseite des Dichtkörpers 12 und einem gehäuseseitigen Einsatz 20 angeordnet ist. Der Einsatz ( 20 ist in ein im abströmseitigen Endbereich 9 innerhalb der Bohrung 3 vorgesehenes Innengewinde eingeschraubt und mittels eines O-Rings 21 gegenüber der Bohrung 3 abgedichtet. Der O-Ring 21 liegt in einer umlaufenden Nut am Außenumfang des Einsatzes 20. Der Einsatz 20 ist ringförmig ausgebildet und weist einea durch zahlreiche Bohrungen durchbrochenen Steg 22 zur Abstützung der Feder 19 auf. Das innerhalb des Gehäuses 1 liegende stirnseitige Ende des Einsatzes 20 begrenzt die Axialbewegung des Dichtkörpers 12 in Richtung 15 und bildet zugleich eine Dichtfläche 23 für den Dichtkörper 12.

In Sperrstellung des Ventils liegt der Dichtkörper 12 unter Eingliederung eines O-Rings 24 an dieser Dichtfläche 23 an und sperrt das Ventil. Der O-Ring 24 liegt in einer an der abströmseitigen Stirnseite das Dichtkörpers 12 angeordneten, im Querschnitt halbkreisförmigen Nut und ist durch eine Schraube 25 in dieser Lage gehalten. Die stirnseitig in den Dichtkörper 12 eingesetzte Schraube 25 weist einen etwa über die halbe Materialdicke des O-Rings 24 auskragenden Schraubenkopf 26 auf, an den sich in Abströmrichtung ein Sechskant 27 anschließt. Der Sechskant 27 der Schraube 25 bildet eine Innenführung für die Feder 19, die am Schraubenkopf 26 anliegt. Der Schraubenkopf 26 liegt in Sperrstellung des Ventils innerhalb der zentralen Bohrung des Einsatzes 20, so daß der O-Ring 24 im inneren Bereich der Dichtfläche 23 anliegt.

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Die gehäuseseitigen Bauteile (Gehäuse 1, Einsatz 20) und die Feder 19 sind aus chlorresistentem Metall hergestellt. Der Dichtkörper 12 besteht aus Kunststoff, und zwar aus Polyvinylidenfluorid. Sämtliche Dichtungen 8, 21 und 24 bestehen aus chlorresistentem elastischen Material.

Im Betrieb ist das dargestellte Rohrbruchsicherungsventxl mit seinem Anschluß 6 an einem Chlorgasflaschenventil einer Chlorgasflasche oder eines Chlorgasfasses angeschraubt. Am Anschluß 11 ist die Druckleitung zum Verbraucher befestigt. Beim bestimmungsgemäßen Betrieb, bei dem ^.anerhalb der Chlorgasdruckleitung ein vorbestimmter Arbeitsdruck herrscht, strömt das aus der Chlorgasflasche kommende Gas durch das Rohrbruchsicherungsveiicil in Richtung 15 hindurch, wobei sich der Dichtkörper 12 in der in Figur 1 dargestellten Öffnungsstellung befindet. Er wird durch die Druckkraft der Feder 19 in dieser Stellung gehalten. Beim bestimmungsgemäßen Betrieb ist die Federkraft stets größer als die durch die Drosselstelle 13 entstehende Druckkraft auf den Dichtkörper 12 in Richtung 15, die durch die Druckdifferenz vor und hinter dem Dichtkörper 12 entsteht.

Bei einem plötzlichen Bruch d>.r Chlorgasdruckleitung ^ fällt der Druck auf der Abströmseite des Dichtkörpers so weit ab, daß die anströmseitige Druckkraft den Dichtkörper 12 entgegen der Federkraft in die Sperrstellung bewegt, in der der O-Ring 24 an der Dichtfläche 23 anliegt und den VentiIdMrchgang sperrt. Auf diese Weise wird ein weiteres Ausströmen von Chlorgas beim Bruch der Druckleitung verhindert.

Um den Dichtkörper 12 nach erfolgter Reparatur der Chlorgas·· druckleitung wieder in die geöffnete Normalstellung zu bringen, ist das Gasflaschenventil zu schließen und das Gehäuse 1 über das Innengewinde 4 soweit vom Gasflaschenventil üu lösen, daß der Druck im anströmseitigen Anschluß 6 abfällt und die Schraubendruckfeder 19 den Dichi.körper 12 in die geöffnete Stellung bringen kann.

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Bezugszeichenaufsteilung

1 - Gehäuse

2 - Sechskant *

3 - Bohrung

4 - Innengewinde

5 - aufgeweiteter Endbereich

6 - anströmseitiger Anschluß

7 - Stirnfläche

8 - O-Ring

9 - abströmseitiger Endbereich

10 - Außengewinde

11 - abstromseitige'. Anschluß

12 - Dichtkörper

13 - Langsausnehmungen

14 - gerundete Ecken

15 - Richtung

16 - Ansatz

17 - Längsbohrungen

18 - Vierkant

19 - Schraubendruckfeder

20 - Einsatz

21 - O-Ring

22 - Steg

23 - Dichtfläche

24 - O-Ring

25 - Schraube

26 - Schraubenkopf L·

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Claims (7)

Schutzansprüche:

1. Rohrbruchsicherungsventxl für eine Chlorgasdruckleitung mit einem Gehäuse (1), mit einem anströmseitigen Anschluß (6) und mit einem abströmseitigen Anschluß (11), die über eine durch einen Dichtkörper (12) absperrbare Gehäusebohrung (3) miteinander leitungsverbunden sind, wobei der Dichtkörper (12) in Öffnungsrichtung federkraftbeaufschlagt ist und in Öffnungsstellung (Figur 1) des Ventils auf der Abströmseite mit dem abströmseitigen Druck und auf der Anströmseite mit dem anstömseitigen Druck beaufschlagt ist, und mit einer zwischen diesen beiden Druckseiten vorgesehenen Drosselstelle (13) .

2. Rohrbruchsicherungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Drosselstelle durch mindestens einen Drosselkanal (13) zwischen Gehäuse (1) und Dichtkörper (12) gebildet ist.

3. Rohrbruchsicherungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (12) axial begrenzt verlagerbar innerhalb einer zylindrischen Gehäusebohrung (3) geführt ist, und daß der Drosselkanal durch mindestens eine Längsausnehmung (13) am Außenumfang des Dichtkörpers (12) gebil-

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4. Rohrbruchsicherungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (12) aus einem chlorresistenten Material, vorzugsweise aus Polyvinylidenfluorid besteht.

5. Rohrbruchsicherungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich-

P net, daß der Dichtkörper (12) einen stirnseitig eingeglie-

r derten Dichtring (24), vorzugsweise einen O-Ring aufweist,

der in Sperrstellur,.! an einer dem Gehäuse (1) zugeordneten ) Dichtfläche (23) anliegt.

6. Rohrbruchsicherungsventil nach mindestens einem der An-' Sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (23) durch die Stirnseite eines innerhalb der Gehäusebohrung (3) sitzenden und gegenüber dieser abgedichteten Gehäuseeinsatzes (20) gebildet ist, dor eine innerhalb der Dichtfläche (23) angeordnete Durchgangsbohrung zum abströmseitigen Anschluß (11) aufweist.

7. Rohrbruchsicherungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich-

-. net, daß der Dichtring (24) durch eine stirnsei tig im

Dichtkörper (3 2) eingesetzte Schraube (12) gehalten ist,

deren Kopf (26) eine Innenführung und Anlagefläche für eine sich im Gehäuseeinsatz (20) abstützende Schraubendruckfeder (19) bildet.