-
Sicherheitsventil Die Erfindung beschäftigt sich mit Sicherheitsventilen,
die in Rohrleitungen, beispielsweise in Schlauchleitungen, eingebaut werden. Sie
sollen Druckstöße auf die Rohrleitung mildern, die im wesentlichen aus zwei Ursachen
auftreten, einmal als dynamische Stöße, wenn der Ausfluß des Wassers plötzlich abgesperrt
wird, zum anderen, wenn bei verminderter Entnahme der von der Pumpe erzeugte Druck
steigt und der Strömungswiderstand. in der Leitung abnimmt.
-
Es sind bereits Sicherheitsventile vorgeschlagen «-orden, bei denen
ein rohrförmiges Doppelsitzventil vom betriebsmäßig fließenden Wasser axial durchströmt
wird. Wenn nach Überschreiten des Ansprechdruckes sich das Doppelsitzventil gegen
die Kraft von Federn von seinen Sitzen abhebt, strömt das überschüssige Wasser im
wesentlichen in radialer Richtung ab.
-
Die bekannte Anordnung besitzt eine gedrängte Bauweise; auch ist der
Strömungswiderstand für das betriebsmäßig strömende Wasser gering. Allerdings weist
sie auch den Nachteil auf, d.aß die Auflagerkraft sich auf die beiden. Sitze des
geschlossenen Ventils in statisch unbestimmter Weise verteilt, also ein dichter
Abschluß nur schwer zu erreichen ist.
-
Die Erfindung verbessert diebekannte Anordnung dadurch, daß ein röhrförmiges
Verschlußstück wie dort auch schon vor Erreichen des Ansprechdruckes vom Betriebsstoff
axial durchströmt wird, und daß der Betriebsstoff im. wesentlichen in radialer Richtung
über
einen einzigen Ventilsitz abströmt, sobald der Ansprechdruck überschritten ist.
Die eine Stirnfläche des rohrförmigenVerschlußstückes nach der Erfindung ist als
Dichtfläche ausgebildet, die durch die Schließkraft, und zwar in statisch bestimmter
Weise auf seinen Gegensitz am Gehäuse gepreßt wird. Es erscheint zunächst, verglichen
mit der bekannten Anordnung als Doppelsitzventil, ein Nachteil, daß der Betriebsstoff
nur über einen Ventilsitz abströmen kann. Aber auch bei der bekannten Anordnung
ist der zweite Ventilsitz zumeist nur schwach beaufschlagt.
-
Das mit einer einzigen Dichtfläche.ausgestattete Verschlußstück und
das feststehende, vom Betriebs-Stoff durchflossene Gehäuse können zueinander zwei
verschiedene Anordnungen aufweisen. Einmal kann, bevor der Ansprech@druck erreicht
ist, das rohrförmige Verschlußstück unmittelbar vom Betriebsstoff in axialer Richtung
durchflossen sein. Das rohrförmige Verschlußstück kann aber auch um das Gehäuse
herum angeordnet werden; es wird dann also mittelbar vom Betriebsstoff durchflossen.
-
Besonders bedeutungsvoll ist der Wert der Erfindung, wenn das Sicherheitsventil
in an sich bekannter Weise mittelbar durch einen Hilfsdruck gesteuert wird. Das
Sicherheitsventil öffnet dann also nicht mehr unmittelbar gegen die Kraft von Federn,
sondern unter Vermittlung des Hilfsdruckes. Der besondere Wert dieser Anordnung
liegt darin, daß sich eine flache Kennlinie des Sicherheitsventils mit einer kleinen
Feder erreichen läßt; eine flache Kennlinie besitzt ein Sicherheitsventil, wenn
nach dem Ansprechen nur mehr eine geringe Drucksteigerung notwendig ist, um das
Sicherheitsventil voll zu öffnen.
-
Es wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Verschlußstück als
Ringkolben zu gestalten. Der zwischen der der Dichtfläche abgekehrten Stirnfläche
des Ringkolbens und den umschließenden Gehäuseteilen bestehende Raum (oder auch
deren mehrere) unterliegt also dem Hilfsdruck, der in bekannter Weise vom Überdruck
in der Rohrleitung gesteuert wird.
-
Eine weitere Neuerung, die betrieblich wichtige Sicherung der Sitzfläche
gegen etwaige Verunreinigungen, ist am Schluß des folgenden Beispiels beschrieben.
-
Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel. Das betriebsmäßig fließende
Wasser (oder ein anderer Betriebsstoff) tritt durch den Stutzen a in das Gehäuse
ein und verläßt es durch den Stutzen b (oder auch umgekehrt). Es durchströmt dabei
in Achsenrichtung das Verschlußstück c, das als Ringkolben gestaltet ist. Dieses
Verschlußstück trägt die Dichtfläche d und ist in dem Ringzylinder
e des Gehäuses geführt. Dem Ringzylinder wird durch die Leitung fein Hilfsdruck
zugeführt, der in bekannter Weise nach dem Druck des Wassers gesteuert wird. In
dem Beispiel ist angenommen, daß der volle Druck des Wassers durch die Leitung g
in den Raum k tritt und dort auf den Kolben i wirkt, welcher durch die einstellbare
Feder k belastet ist. Der Kolben i trägt den Schaft 1, welcher in
einem Ventilkegel endet; dieser Ventilkegel sitzt im Regelfall auf einem Sitz
m. Das Steuergehäuse n
ist an dem Hals o so eingeschnürt, daß es zusammen
mit dem Schaft 1 eine Drosselstelle bildet. Der Raum unterhalb der Drosselstelle
steht in Verbindung mit der schon erwähnten Leitung f. An den Ventilsitz
m schließt sich die Leitung p ,an, die in den Abflußstutzen q des Gehäuses
mündet. Solange nun von den auf den Kolben i wirkenden Kräften die Kraft der Feder
k, vermindert um das Eigengewicht, jene Kraft übersteigt, welche der Druck des Wassers
im Raum k auf die Oberseite des Kolbens i ausübt, ist das Steuerventil
1, m geschlossen. Der volle Betriebsdruck gelangt in diesem Fall durch die
Drosselstelle o, die Leitung f in den Ringzylinder e. Erwirkt damit auf die volle
untere Fläche des Verschlußstückes c, während der gleiche von oben wirkende Betriebsdruck
nur auf ,die- kleinere Ringfläche bis zur Dichtfläche d drückt. Infolgedessen wird
das Verschlußstück c gegen den Sitz d gepreßt und schließt dicht ab.
-
Sobald nun der Betriebsdruck den Ansprechdruck übersteigt, welcher
durch die einsteilbare Feder k gegeben ist, wird der Kolben i nach unten gedrückt.
Das Steuerventil 1, m öffnet sich. Das durch die Drosselstelle o strömende
Wasser wird also in die Leitung p und damit in den Abflußstutzen q abgeleitet. Damit
sinkt der Druck in der Leitung f und dem Ringzylinder e. Das Verschlußstück c kann
sich nunmehr unter der Kraft des auf seine obere Fläche bis zum Ventilsitz d wirkenden
vollen Betriebsdruckes öffnen. Somit kann das Wasser über die Dichtfläche d in den
Abflußstutzen q abströmen. Das Verschlußstück öffnet also mittelbar, d. h. also
unter Vermittlung der beschriebenen Steuerung, gegen die Kraft der Feder k. Unter
dem Verschlußstück c kann gegebenenfalls eine weitere schwache Feder y angebracht
werden, welche seine Schließbewegung unterstützt.
-
Um das Verschlußstück c und die Dichtfläche d vor Sand oder anderen
Feststoffen zu schützen, die etwa im Betriebsstoff mitgeführt werden, ist das rohrförmige
Sieb s mit dem Gehäuse fest verbunden und erstreckt sich innerhalb der Absperrstelle
konzentrisch zum Verschlußstück c. Das Sieb gewährt daher dem betriebsmäßig durchströmenden
Wasser den vollen unverengten Querschnitt. Außerdem werden jene Feststoffteilchen
beim gewöhnlichen Betrieb fortgespült, die sich etwa nach dem Ansprechen des Sicherheitsventils
in den Maschen des Siebes s gefangen haben sollten.