DE955736C - Sicherheitsventil mit Hilfsventil - Google Patents

Description

Hilfsgesteuerte Sicherheitsventile arbeiten üblicherweise derart, daß zum Öffnen des Ventrlkegel'S ©ine Druckraum hinter einem mit dem Ventilkegel verbundenen Kolben durch· ©in kleines feder- oder gewichtsbelastetes Hilfsventil entspannt wird und die hierdurch auftretende Druckdifferenz vor und hinter dem Kolben den Ventilkegel öffnet. Zum Schließen des Ventilkegel» wird der Druckraum hinter dem Kolben durch eine normalerweise geöffnete Drosselbohrung bei gleichzeitigem Schließen· des Hilfsventils wieder aufgefüllt.

Von diesen Ventilen sind Ausführungsformen bekannt, die durch zusätzliche Dämpfungseinirichtungen, z. B. Öl oder Federdämpfungen., deren Dämpfung'Skräfte auch einstellbar sein können, ein gedrosseltes Entspannen des Raumes hinter dem Hauptventilkoilben ermöglichen, um bei Druekschwankunigen das Pendeln des Hauptventils zu vermeiden. Bei anderen Ausführungen wird diese Dämpfungswirkung durch- mit dem Hauptvenitilkegel verbundene Dämpfungsekirichtungen oder auch durch Drosselstellen im Hauuptdruckraum angestrebt. Es ist ferner schon vorgeschlagen worden, das Hilfsventil beim Ansprechen des Hauptventils selbsttätig zu schließen und dadurch das Schließen des Hauptventils zu beschleunigen. Dazu wird· der

Überdruck durch kurzzeitiges hintereinanderfolgendes Öffnen und Schließen, abgeführt, wobei jedoch immer kleinere oder größere Mengen des Druckmittels verlorengehen.

Bei diesen bekanntgewordenen Ausführungsformen sind keine Maßnahmen vorgesehen, die es gestatten, einen kontrollierbaren Zwischendruck im Druckraum hinter dem Hauptventilkegel aufrechtzuerhalten. Werden diese bekannten hilfsgesteuerten ίο ■ Ventile für Gase benutzt, die unter Drucken von loo at und mehr stehen, so treten auf Grund des Thomson-Joule-Effektes bei der Entspannung des Gases über die Dro'sselstelle aus dem Hauptdruckraum in den Zwisclhendruckraum vielfach Vereisungen an- der Drosselstelle auf, dde ein Schließen des Hilfsventil« und somit auch das geforderte rasche Schließen des Sicherheitsventils nach dem Abblasen erschweren. Schließlich bereiten die Abdichtung des Kolbens oder die ausreichende HaItbarkeiit einer Membran bed hdhen Druckdifferenzen zwischen den einzelnen Druckräumen eines solchen Hilfsventils Schwierigkeiten und führen zu unnötig hohen Wartungskosten.

Gegenstand der Erfindung ist ein neues Sicherheitsventil, das es gestattet, diese Nachteile auszuschalten und damit die Vorteile eines hilfsgesteiuerten Ventile gegenüber einem üblichen feder- oder gewichtsbelasteten Sicherheitsventils nutzbar zu machen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis', daß die Druckdifferenz an der Drosselstelle vermindert werden muß und ein bestimmtes Maß nicht überschreiten, darf, um Vereisung mit Sicherheit zu vermeiden und auch, um die Membranen nicht übermäßig zu beanspruchen bzw. bei Verwendung von Kolben die Undichtigkeitsverluste zu vermindern. Demzufolge wird das Hilfsventil, das den Druck im Druckraum hinter dem Ventilkolben mit der freien Atmosphäre verbindet und das auf die Differenz zwischen Abblasedruck und freiem Atmosphärendiruck anspricht, erfindungsgemäß zusätzlich von einer Membran od. dgl. beeinflußt, die einerseits vom Druck im Druckraum hinter dem Ventilkolben. oder der Membran und andererseits vom Abblasedruck beaufschlagt ist und deren druckbeaufschlagte Flächen so bemessen sind, daß der Druck im Druckraum bis auf etwa drei Viertel des Abblasedruckes absinkt, wobei das Hilfsventil um so mehr in Schließrichtung gedrückt wird, je weiter der Druck im Druckraum unter den eingestellten Abblasedruck fällt. Vorteilhaft werden die Membranen sowohl des Hauptventils wie auch des Hauptventils mit Federn ausgerüstet, die so· bemessen sindi, daß das Hauptventil erst dann sich voll öffnet, wenn der Differenzdruck zwischen dem Druck im Druckraum und dem Abblasedruck seinen Höchstwert erreicht, wobei der Differenzdruck durch die Feder des^: Hilfsventils und durch die Stellfeder in der Weise gesteuert, wird, daß bei einem Ansteigen des Sollabblasedruckes der Differenzdiruck erhöht wird. Hierdurch wird ein weiches Ansprechendes Sicherheitsventils gewährleistet, was besonders bei hohen Drücken zur Vermeidung von Schaden am Ventil selbst und an den zu schützenden Vorrichtungsteilen wertvoll ist.

Bei der beschriebenen Anordnung können die Membranen einzeln; oder alle durch Kolben ersetzt sein. Dabei ist zweckmäßig auf möglichst reibungsfreie Gestaltung der Kolben zu achten.

An Hand der schematischen Darstellung sei der Ernndungsgedanke näher erläutert.

Das Sicherheitsventil bestellt im wesentlichen aus folgenden Hauptteilen:

a) dem Ventilgehäuse 1, das mit Hilfe des Stutzens 2 an die zu schützenden Apparate oder Rohrleitungen angeschlossen igt,

b) dem Ablaseventil 3, das durch die Stange 4 fest mit der Hauptmembran 5 verbunden ist,

c) der Steuermembran7, die über das Gestänge9, den Federteller 10 und die Feder 11 auf die Zwischenmembran 12 einwirkt, und

d) der Zwischenmebran 12, die das fest mit ihr verbundene¹ Hilfsventil 13 betätigt.

Die Wirkungsweise ist folgende: Bei normalem Betriebszustand werden das Hauptventil 3 sowie das Hilfsventil 13 durch den Innendruck des Gehäuses ι fest auf ihre Sitze gepreßt, da durch die Drosselbohirung 14 sowohl vor wie auch hinter der Hauptmembran 5 der gleiche Druck herrscht. Steigt der Druck über den durch die Feder 3 eingestellten Abblasedruck, so wird über die Hebelübersetzung 9 die Feder 11 und die Membran 12 so weit zusammengedrückt, daß das Hilfsventil 13 geöffnet wird. Hierdurch wird der Druck in dem Zwischendiruckraum 15 abgesenkt, so daß die Membran 5 das Ventil 3 öffnet, sobald die Kraft, die entsprechend der Druckdifferenz zwischen den Räumen ι und 15 auf die Membran 5 wirkt, den auf dem Ventil 3 lastenden Druck übersteigt. Die Feder 6 ist hierbei so ausgelegt, daß sich das Ventil um so mehr öffnet, je größer der Differenzdruck zwischen den Räumen 1 und 15 ist, und daß der gesamte Hub erst bei der maximalen Druckdifferenz, die höchstens etwa 25 °/o des normalen Betriebsdruckes betragen soll, erreicht wird. Dieser Difterenzdruck wird durch die Zwischenmembran 12 und die Feder 11 gesteuert. Bei konstantem Druck im Raum ι wird der Druckunterschied durch die Zwischenmembran 12 entsprechend der Spannung der Federn konstant gehalten. Steigt der Druck im Raum 1 an, so wird dieser Druckunterschied dadurch erhöht, daß die Steuermembran 7 über das Gestänge 9 und den Feder teller 10 die Feder 11 stärker vorspannt.

Bei Absinken des Druckes im Raum 1 unter den eingestellten Abblasedruck wird die Feder 11 durch das Zurückgehen der Steuermembran 7 entlastet und das Hilfsventil 13 mit Hilfe der Membran 12 und der Schließfeder 16 auf seinen Sitz geschoben. Durch die Drosselbohrung 14 gleichen sich die Drücke in den Räumen 1 und 15 aus, und das Ventil 3 wird durch die Feder 6 und den auf dem Ventilkegel lastenden Druck wieder geschlossen. Der Abblasevorgang ist damit beendet.

An Stelle der dargestellten Membranen können bei der beschriebenen Ausführung auch Kolben in

Anwendung kommen. Es ist jedoch zweckmäßig, für die Steuerung der Ventile 3 und 13, für welche nur verhältnismäßig geringe Differenzdrücke erforderlich sind, Membranen zu verwenden, wodurch eine einwandfreie Abdichtung erzielt wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Sicherheitsventil im Hilfsventil, das den xo Druckraum hinter dem Ventilkolben mit der freien Atmosphäre verbindet und auf die Differenz zwischen Abblasedruek und freiem Atmosphärendiruckanspricht, dadurch gekennzeichnet, daß dieses· Hilfsventil (13) zusätzlich von einer Membran (12) od. dgl. beeinflußt wird,, die einerseits vom Druck im Druckraum (15) hinter dem Kolben bzw. der Membran (5) und andererseits vom Abblasedruck beaufschlagt ist, und daß die druckbeaufschlagten Flächen so· bemessen sind, daß der Druck im Druckraum hinter dem Hauptventilkolben höchstens bis auf etwa drei Viertel des Abblasedruckes absinkt, wobei das Hilfsventil (13) um so mehr von dieser Membran (12) in Schließriöhtung gedrückt wird, je stärker der Druck im Druckraum (15) unter den Abblasedruck absinkt.

   In Betracht gezogene Druckschriften::
   Deutsche Patentschriften Nr. 607917, 711 244, 746, 723 307.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 609 741 1.57