WO1999063250A2 - Steuereinrichtung für ein sicherheitsventil - Google Patents

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WO1999063250A2
WO1999063250A2 PCT/DE1999/001560 DE9901560W WO9963250A2 WO 1999063250 A2 WO1999063250 A2 WO 1999063250A2 DE 9901560 W DE9901560 W DE 9901560W WO 9963250 A2 WO9963250 A2 WO 9963250A2
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blow
control device
line
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Hermann-Josef Conrads
Erwin Laurer
Jürgen MODEL
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/0426—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with fluid-operated pilot valves, i.e. multiple stage valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7762—Fluid pressure type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7762—Fluid pressure type
    • Y10T137/7769—Single acting fluid servo

Definitions

  • the invention relates to a control device with a
  • Pressure-displacement transducer in which a pressure difference between a pressure chamber and another space separated from it can be converted into a movement of an actuating body, with the actuating body being able to trigger a control part for actuating a safety valve of a pressure vessel, and wherein the pressure vessel is connected via a pressure tapping line the pressure chamber and the other room can be connected to a blow-off tank via a drainage line.
  • Control devices for controlling a safety valve are known from DE 39 06 888 C2 and from DE 196 28 610 Cl. These are spring-loaded control valves, i.e. control valves that work on the principle of rest. They have a valve spring which acts against a hydraulic force which is derived from the system pressure of the system to be protected, which is, for example, a pressure vessel. Such control valves are operated solely by the system pressure, so that external energy supply by e.g. Motor, magnetic, pneumatic or hydraulic devices are not absolutely necessary.
  • the first line is a pressure tapping line (measuring line) with which the system pressure in the pressure vessel can be applied to the control valve.
  • the second line is a control line through which the control valve acts on the safety valve.
  • the third line is a drainage line (blow-out line), which either leads to the atmosphere or - especially in nuclear facilities - into a blow-off tank (Pressure holder blow-off tank) opens.
  • the relief of a safety valve operating on the relief principle takes place via the control line and the drainage line into the blow-off tank.
  • a pressure-displacement transducer In which a pressure difference between a pressure space and another space separated from it can be converted into a movement of an actuating body.
  • the pressure tapping line opens into the pressure chamber.
  • the pressure-displacement converter of DE 39 06 888 C2 has a converter piston which is guided in a cylinder and can be acted upon by the pressure in the pressure chamber.
  • the pressure-displacement converter of DE 196 28 610 Cl is equipped with a converter bellows, the interior of which forms the pressure chamber.
  • the pressure difference between the pressure space and the other space is converted into a movement of the actuating body in the pressure-displacement transducer, the actuating body being formed in particular by the transducer piston or by a bellows head of the transducer bellows.
  • the actuating body acts via a tappet on a control part which, for example, triggers the relief of a safety valve operating on the relief principle.
  • the control part of DE 196 28 610 Cl includes a "pilot part” and a "control part” acting directly on the safety valve.
  • the control valves mentioned are disadvantageously sensitive to a pressure increase in this blow-off tank.
  • a short-lived but strong pressure rise could arise there, for example, if the pressure in the blow-off tank exceeds the design value in the event of a malfunction, so that a bursting membrane serving to protect the pressure of the blow-off tank breaks.
  • Such an increase in pressure could lead to the unwanted premature closing of an opened, ie, bleeding, safety valve.
  • a lower pressure increase in the blow-off tank can also be disadvantageous. have an impact on the function of the control valve, since the response pressure for opening the actuated safety valve can be changed significantly via the drainage line.
  • Such a rather slight increase in pressure in the blow-off tank can be caused, for example, by blowing off a safety valve if - as is usual in nuclear plants - the blow-off takes place via a blow-off line into the blow-off tank.
  • a safety valve that is just blowing off could also disadvantageously change the response pressure of another safety valve that is still closed.
  • the invention has for its object to provide a control device for a safety valve, which is insensitive to a pressure increase in the blow-off tank, and in particular an undesired closing of an opened safety valve or influencing the response pressure for opening a safety valve by a pressure increase in the blow-off tank safely avoided is.
  • the object is achieved in a first embodiment in that there is a changeover valve device assigned to the drainage line, from which a discharge line emanates, with the pressure in the blowdown tank above a limit pressure by the changeover valve device causing the other space to be used instead of the blowdown tank the discharge line is connected.
  • the discharge line can, for example, open into the always depressurized system drainage system of a nuclear system.
  • the switching valve device can, for example, be arranged at least partially in the drainage line.
  • the discharge line can branch off from the drain line via the switching valve device.
  • the changeover valve device comprises a drainage valve device arranged in the drainage line and a discharge valve device arranged on the discharge line.
  • the drainage valve device and / or the discharge valve device is closed in an initial position of the actuating body in which the control part is not triggered. This ensures that the other room is insulated from the blow-off tank during normal operation. Normal operation means that the safety valve is closed, i.e. that in a safety valve operating according to the relief principle, no fluid flow (drainage) is to be removed from the control device.
  • the closing force of the drainage valve device is smaller than a closing force of the discharge valve device.
  • the object is achieved in a second embodiment by a hydraulic compensation system which can be connected to the blow-off tank via a compensating line and which generates a first force on the actuating body from a pressure in the blow-off tank, which force generates one of these pressures in the other room counteracts second force on the actuator.
  • the undesired second force does not influence the pressure-displacement transducer, or at least does not influence it in an undesired manner.
  • the second embodiment offers the additional advantage that active fluid outflow (drainage) does not occur in a space outside the blow-off tank.
  • a pressure-displacement transducer is understood to mean any system in relation to both embodiments according to the invention, in which a change in pressure, in particular an increase in pressure, a change in location of an actuator can be implemented, irrespective of whether the change in location is continuously increasing with pressure or erratic takes place at a certain limit pressure.
  • the safety valve of one of the two embodiments can work in particular according to the relief or loading principle, the activation by the control part leading to relief or loading and thus to the opening of the safety valve.
  • the actuator is connected to a converter piston and / or a first converter bellows, which can be acted upon by the pressure in the other space and by which the second force can be generated.
  • the hydraulic compensation system comprises a compensation piston and / or a compensation bellows which can be acted upon by the pressure in the blow-off tank and by means of which the first force can be generated.
  • the first force can in particular be transferred mechanically from the compensating piston or from the compensating bellows to the actuator.
  • the diameter of the compensating piston and / or the compensating bellows essentially corresponds to the diameter of the converter piston or of the first converter bellows.
  • the compensating piston or the compensating bellows are preferably arranged to be movable along an axis along which the actuator can also be moved. This ensures that the first force m generated on the compensating piston or on the compensating bellows can be transferred to the actuator in a simple and reliable manner.
  • the compensating piston or the compensating bellows are arranged, in particular, in a row to the actuating body.
  • Such a straight-line hermemander arrangement has the advantage that the hydraulic compensation system can be easily and quickly retrofitted to an existing control device without a hydraulic compensation system.
  • the compensating piston or the compensating bellows is arranged at least partially enclosing the converter piston or the first converter bellows or a second converter bellows.
  • the hydraulic compensation system can be integrated into the control device for the safety valve in a particularly space-saving and compact manner.
  • the compensating piston or compensating bellows preferably has an engaging driver for the converting piston or one of the converting bellows.
  • the drainage line and / or the compensation line is laid with a slope as seen from the hydraulic compensation system.
  • the first force e.g. by the driver, transferred to the converter piston or one of the converter bellows and, insofar as these do not form the actuating body itself, transferred to the separate actuating body.
  • FIGS. 1 to 5 Three exemplary embodiments of a control device according to the invention are explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 5. It shows - each in a more or less schematic form:
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a control device according to the invention in the first embodiment
  • FIG. 2 shows a detail from FIG. 1, 3 shows a second exemplary embodiment of a control device according to the invention in the second embodiment,
  • FIG. 4 shows a third embodiment of a control device according to the invention in the second embodiment
  • FIG. 5 shows an enlarged detail from FIG. 4.
  • FIG. 1 shows, as a system to be protected, a pressure vessel 1, to which a safety valve 4 working according to the relief principle is assigned, which relieves pressure vessel 1 via a blow-off line 6 when the system pressure p s rises above a previously set limit value.
  • the pressure vessel 1 is, for example, a nuclear reactor pressure vessel.
  • control device 10 which acts on the safety valve 4 via a control line 11.
  • the control device 10 is based on the principle of a spring-loaded control valve according to the resting principle and comprises three assemblies, namely a pressure-displacement converter 12 and a control part 14, which in turn is formed from a pilot control part 16 and a main control part 18.
  • the three modules are housed in a common housing 19.
  • the pressure vessel 1 is connected via a pressure tapping line 20 to a pressure chamber 22 of the pressure-displacement converter 12.
  • the pressure chamber 22 is part of a cylinder 24 in which an actuating body 26, here a converter piston 26A, can be moved and which separates the pressure chamber 22 from another chamber 28.
  • the actuating body 26 acts on the pilot part 16 via a plunger 30.
  • the actuating body 26 or the converter piston 26A is pressed down in FIG. 1 by a first spring 32, which rests on a plate 34.
  • FIG. 1 shows the actuating body 26 in a starting position in which the control part 14 is not triggered.
  • the pilot part 16 has a filling cone 40 and a relief cone 42.
  • the filler cone 40 is guided in a cylinder in the housing 19 via a lower extension 44, an upper extension 46 and via sealing elements 48, 49.
  • the filling cone 40 is pressed down by a second spring 50 in FIG. 1.
  • the relief cone 42 In the interior of the filling cone 40 is the relief cone 42, which is also pressed down by a third spring 54, based on FIG. 1.
  • the relief cone 42 When the pilot part 16 is triggered, the relief cone 42 is lifted from its seat by the plunger 30, so that the main control part 18 is relieved and thus the safety valve 4 is also relieved.
  • the relief acts via a relief bore 57 and a relief channel 58 on a non-return cone 80 of the main control part 18.
  • the fluid flowing through the relief channel 58 during the relief flows past the relief cone 42 along an annular space 85 around the tappet 30 into the other space 28 and from there via a drain line 90 into a blow-off tank 92.
  • the filler cone 40 While the main control part 18 and the safety valve 4 are being relieved, the filler cone 40 bears against its seat (upper) in the housing 19 in FIG. 1 (an abutment at the lower stop is shown), so that the system pressure in the pressure vessel 1 does not or no longer acts on the main control part 18.
  • the safety valve 4 shown in FIG. 1 blows off into the blow-off tank 92 via the blow-off line 6.
  • Other safety valves can also blow off into the blow-off tank 92. This can lead to an undesired pressure increase in the blow-off tank 92 (pressure p ⁇ ), which would also affect the other space 28 of the pressure-displacement converter 12 (pressure p A ) and could influence its function.
  • the control device shown in FIG. 1 has a changeover valve device 100, from which a discharge line 102 extends.
  • the switch-over valve device 100 interrupts the connection of the other space 28 to the blow-off tank 92 and instead establishes a connection of the other space 28 with the discharge line 102, which is not shown in a always unpressurized space flows.
  • FIG. 2 shows a special embodiment of the changeover valve device 100 in detail and enlarged. It consists of a drainage valve device 106 arranged in the drainage line 90 and of a drainage valve device 108 assigned to the discharge line 102.
  • the drainage valve device 106 and the discharge valve device 108 each consist of a parallel connection of two valves connected in series. As a result, an assumed individual fault of a valve, both in the open and in the closed position, of both the drain valve and ⁇ chtung 106 and the discharge valve device 108 controllable.
  • valves are only shown schematically in FIG. 2. They have a seat 110 on which a valve cone 112 is pressed by a spring 114.
  • the closing force of the valves m the Abbowventilemcardi 108 is larger than that of the valves m the Dramageventilemcardi 106. If during a discharge through the drain line 90 m the blow-off tank 92, the pressure p ⁇ in the blow-off tank 92 undesirably increases initially close the valves m the Dramageventilemcardi 106, before the valves in the discharge valve device 108 open at a slightly higher pressure m in the drain line 90 and relief is made possible via the discharge line 102. When the undesired pressure increase has decreased again, the connection to the blow-off tank 92 is released again.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a control device 10 according to the invention, which has a hydraulic compensation system 200 for “jerk pressure compensation” in place of the switching valve device and is otherwise largely identical to the control device 10 of FIG. 1.
  • the compensation system 200 comprises a compensation piston ben 210, which is movable in a cylinder 212.
  • the compensating piston 210 is symmetrical with respect to an axis 213 and can be moved along this axis, along which the converter piston 26A is also movable, and the compensating piston 210 is opposite the cylinder 212 via a sealing ring 214 sealed and guided with a cylinder body 217 m of a guide 218 in the housing 19 of the control device 10.
  • the housing 19 is extended downward beyond the plate 34 (see FIG. 1) compared to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • a first bore 220 connects a first chamber 222 formed by the compensating piston 210 in the cylinder 212 to one not shown, always depressurized space, for example with the system drainage system of a nuclear plant.
  • the first chamber 222 can also be connected to the containment of the nuclear facility. In any case, only leakage flows of the seals or bellows used could emerge from the first chamber 222.
  • a compensation line 224 designed as a second bore connects a second chamber 226, which is also formed by the compensation piston 210 in the cylinder 212, to the drain line 90.
  • the first force is equal to an undesired one generated by the pressure p ⁇ in the blow-off tank 92 via the other space 28 on the converter piston 26A second force (directed downwards in FIG. 3) completely, so that the movement of the converter piston 26A under the influence of the system pressure p s in the pressure chamber 22 (pressure p D ⁇ p s ) is unaffected by the pressure increase in the blow-off tank 92.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of a control device 10 according to the invention, which likewise comprises a hydraulic compensation system 200.
  • the compensation system 200 is shown enlarged in FIG.
  • Those parts of the control device 10 which do not relate to the compensation system 200 are already in the German patent specification DE 196 28 610 Cl, column 3, line 29, to column 6, line 57, described. This section of text from DE 196 28 610 Cl is part of the present patent application.
  • the system pressure p s of the pressure vessel acts on the interior of converter bellows 302 and 320.
  • the interior of the first converter bellows 302 forms a first pressure chamber 300, which is separated from the first other chamber 303 by the first converter bellows 302.
  • the first converter bellows 302 is welded to a flange 304 at its lower end. At its upper end it is connected to a bellows head 306, which essentially forms the actuator body 26.
  • This bellows head 306 has a guide bearing 308 in its upper section.
  • the bellows head 306 can comprise a lower cylindrical part 310, on which the first converter bellows 302 is guided. When the device is depressurized, this cylindrical part 310 can be seated on the end face on cams 312 of the flange 304.
  • a second transducer bellows 320 is welded to the flange 304 from below, the interior of which forms a second pressure space 322 and which separates the second pressure space 322 from a second other space 323.
  • the second converter bellows 320 is welded at its opposite, lower end to an unscrewing part 325, which is connected to the lower end of the cylindrical part 310 of the bellows head 306. This connection can be made via a thread.
  • the screw part 325 has a guide bearing 327 for the flange 304 hm.
  • the lower end of the screw-in part 325 is provided with a thread, by means of which a prestressing force can be applied to a spring 333 by means of a nut 329 and a pressure piece 331.
  • the spring 333 is supported on the flange 304.
  • the spring 333 is pretensioned and forms a counterforce to a hydraulic force which acts on the first converter bellows 302 through the medium from the pressure extraction line 20.
  • the hy Draulic force acts on the second converter bellows 320 in the same direction as the force of the spring 333. With the pressure in the pressure vessel 1 unchanged, the hydraulic force on the first converter bellows 302 and the sum of the hydraulic force on the second converter bellows 320 and the spring force remain the spring 333 the balance.
  • the hydraulic compensation system 200 comprises a compensation piston 350, which is arranged surrounding the second converter bellows 320.
  • the compensating piston 350 in the example shown in FIGS. 4 and 5 has a narrow part 350B in the lower part and a wide part 350A in the upper part.
  • the compensation piston 350 acts via an undergrip-like driver 352 on the narrow part 350B on an extension 354 on the screw-in part 325.
  • the compensation piston 350 is shown enlarged in FIG. 5 in the detail.
  • the compensation piston 350 is connected to the drainage line 90 via a compensation line 224 designed as a bore.
  • the diameter dp. of the broad part 350A of the compensating piston corresponds to the hydraulic diameter of the first converter bellows 302 (taking into account the larger wetted area of a bellows compared to a piston of the same diameter). Since both the compensating piston 350 and the first converter bellows 302 are caused by a possibly increased pressure m the drainage line 90 are acted upon, the pressure-displacement transducer 12 effects a force equalization.
  • the part of the compensating ring piston 350 acted upon by the pressure from the drain line 90 is sealed off from the remaining part of the pressure-displacement converter 12 by sealing elements 356, 358, 360 and 362.
  • the sealing elements are arranged in pairs as a double seal 356, 360 or 358, 362.
  • the space between two sealing elements arranged as a double seal, e.g. the space between the sealing element 356 and the sealing element 360 is connected via bores 364 and 366 to a space which is always depressurized and not shown, in particular the system drainage system of a nuclear facility.
  • the remaining part of the pressure-displacement converter 12 is connected via a line 368 to the atmosphere or to the containment of the nuclear facility.
  • the drainage line 90, the equalization line 224 and the bores 364, 366 mentioned in the last paragraph have a downward inclination - viewed from the inside of the control device 10 or pointing away from it

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung (10), bei der über einen Druck-Weg-Umformer (12) ein Steuerteil (14) zum Ansteuern eines Sicherheitsventils (4) eines Druckbehälters (1) auslösbar ist. Ein Raum (28; 303) des Druck-Weg-Umformers (12) ist über eine Drainageleitung (90) mit einem Abblasetank (92) verbindbar. Eine erste Ausführungsform ist gekennzeichnet durch eine der Drainageleitung (90) zugeordnete Umschaltventileinrichtung (100), die bei einem Druck im Abblasetank (92) oberhalb eines Grenzdruckes den Raum (28) statt mit dem Abblasetank (92) mit einer Abführleitung (102) verbindet. Eine zweite Ausführungsform weist ein hydraulisches Ausgleichssystem (200) auf, das aus einem Druck im Abblasetank (92) eine erste Kraft auf den Druck-Weg-Umformer (12) ausübt, welche einer von diesem Druck im Raum (28; 303) erzeugten zweiten Kraft entgegenwirkt und diese insbesondere kompensiert.

Description

Beschreibung
Steuereinrichtung für ein Sicherheitsventil
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung mit einem
Druck-Weg-Umformer, in dem eine Druckdifferenz zwischen einem Druckraum und einem davon getrennten anderen Raum in eine Bewegung eines Stellkörpers umsetzbar ist, wobei mit dem Stellkörper ein Steuerteil zum Ansteuern eines Sicherheitsventils eines Druckbehälters auslösbar ist, und wobei der Druckbehälter über eine Druckentnahmeleitung mit dem Druckraum und der andere Raum über eine Drainageleitung mit einem Abblasetank verbindbar ist.
Aus der DE 39 06 888 C2 und aus der DE 196 28 610 Cl sind Steuereinrichtungen zum Ansteuern eines Sicherheitsventils bekannt. Dabei handelt es sich um federbelastete Steuerventile, d.h. um Steuerventile, die nach dem Ruheprinzip arbeiten. Sie weisen eine Ventilfeder auf, die gegen eine hydrau- lische Kraft wirkt, die sich aus dem Systemdruck des abzusichernden Systems, das beispielsweise ein Druckbehälter ist, ableitet. Derartige Steuerventile werden also allein durch den Systemdruck betätigt, so daß Fremdenergiezufuhr durch z.B. motorische, magnetische, pneumatische oder hydraulische Einrichtungen nicht zwingend erforderlich ist.
Von einem Steuerventil der genannten Patentschriften gehen wenigstens drei Leitungen aus: Die erste Leitung ist eine Druckentnahmeleitung (Meßleitung) , mit der das Steuerventil mit dem Systemdruck im Druckbehälter beaufschlagbar ist. Die zweite Leitung ist eine Steuerleitung, über die das Steuerventil auf das Sicherheitsventil einwirkt. Beispielsweise wird zum Öffnen eines nach dem Entlastungsprinzip arbeitenden Sicherheitsventils das Sicherheitsventil über die Steuerlei- tung entlastet. Die dritte Leitung ist eine Drainageleitung (Ausblaseleitung) , die entweder in die Atmosphäre führt oder - speziell bei kerntechnischen Anlagen - in einen Abblasetank (Druckhalterabblasetank) mündet. Beispielsweise findet das Entlasten eines nach dem Entlastungsprinzip arbeitenden Sicherheitsventils über die Steuerleitung und die Drainageleitung in den Abblasetank statt.
Zum Betätigen, d.h. zum Auslösen, der genannten Steuerventile ist ein Druck-Weg-Umformer vorhanden, in dem eine Druckdifferenz zwischen einem Druckraum und einem davon getrennten anderen Raum in eine Bewegung eines Stellkörpers umsetzbar ist. Die Druckentnahmeleitung mündet im Druckraum. Der Druck-Weg- Umformer der DE 39 06 888 C2 weist einen in einem Zylinder geführten Umformerkolben auf, der mit dem Druck im Druckraum beaufschlagbar ist. Der Druck-Weg-Umformer der DE 196 28 610 Cl ist mit einem Umformerbalg ausgestattet, dessen Innenraum den Druckraum bildet. In beiden Fällen wird in dem Druck-Weg- Umformer die Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und dem anderen Raum in eine Bewegung des Stellkörpers umgesetzt, wobei der Stellkörper insbesondere durch den Umformerkolben bzw. durch einen Balgkopf des Umformerbalgs gebildet ist. Der Stellkörper wirkt über einen Stößel auf ein Steuerteil, das beispielsweise die Entlastung eines nach dem Entlastungsprinzip arbeitenden Sicherheitsventils auslöst. Das Steuerteil der DE 196 28 610 Cl umfaßt ein „Vorsteuerteil" und ein unmittelbar auf das Sicherheitsventil einwirkendes „Steuerteil".
In Fällen, in denen der andere Raum mit der im Abblasetank mündenden Drainageleitung verbunden ist, sind die genannten Steuerventile in nachteiliger Weise sensibel auf einen Druck- anstieg in diesem Abblasetank. Ein kurzlebiger aber starker Druckanstieg könnte dort beispielsweise entstehen, falls in einem Störfall der Druck im Abblasetank den Auslegungswert überschreitet, so daß eine der Druckabsicherung des Abblasetanks dienende Berstmembrane bricht. Ein derartiger Druckan- stieg könnte zum nichtgewollten vorzeitigen Schließen eines geöffneten, d.h. abblasenden, Sicherheitsventils führen. Aber auch ein geringerer Druckanstieg im Abblasetank kann nachtei- lige Auswirkungen auf die Funktion des Steuerventils haben, da dadurch über die Drainageleitung der Ansprechdruck für das Öffnen des angesteuerten Sicherheitsventils merklich verändert werden kann. Ein derartiger eher geringer Druckanstieg im Abblasetank kann beispielsweise durch das Abblasen eines Sicherheitsventils hervorgerufen sein, falls - wie in kerntechnischen Anlagen üblich - das Abblasen über eine Abblaseleitung in den Abblasetank stattfindet. Es könnte also auch ein gerade abblasendes Sicherheitsventil den Ansprechdruck eines anderen noch geschlossenen Sicherheitsventils in nachteiliger Weise verändern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für ein Sicherheitsventil anzugeben, die gegenüber einem Druckanstieg im Abblasetank unempfindlich ist, und bei der insbesondere ein ungewolltes Schließen eines geöffneten Sicherheitsventils oder eine Beeinflussung des Ansprechdrucks für das Öffnen eines Sicherheitsventils durch einen Druckanstieg im Abblasetank sicher vermieden ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung in einer ersten Ausfüh- rungsform dadurch gelöst, daß eine der Drainageleitung zugeordnete Umschaltventileinrichtung vorhanden ist, von der eine Abführleitung ausgeht, wobei bei einem Druck im Abblasetank oberhalb eines Grenzdrucks durch die Umschaltventileinrichtung der andere Raum statt mit dem Abblasetank mit der Abführleitung verbunden ist.
Bei dieser Steuereinrichtung nach der Erfindung wird ein übermäßiger Druck im Abblasetank vom Druck-Weg-Umformer ferngehalten, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß ein Fluidstrom aus dem anderen Raum heraus über die Abführleitung möglich ist. Die Abführleitung kann beispielsweise in das stets drucklose Anlagenentwässerungssystem einer kerntechni- sehen Anlage münden. Die Umschaltventileinrichtung kann beispielsweise wenigstens teilweise m der Drainageleitung angeordnet sein. Die Abfuhr- leitung kann über die Umschaltventileinnchtung von der Drainageleitung abzweigen.
Nach einer Weiterbildung umfaßt die Umschaltventileinnchtung eine m der Drainageleitung angeordnete Dramageventilem- richtung und eine an der Abfuhrleitung angeordnete Abfuhrventilemrichtung .
Insbesondere ist die Dramageventilemπchtung und/oder die Abfuhrventilemrichtung in einer Ausgangsposition des Stell- korpers, in der das Steuerteil nicht ausgelost ist, geschlossen. Dadurch ist gewährleistet, daß im Normalbetrieb der an- dere Raum vom Abblasetank isoliert ist. Normalbetrieb bedeutet, daß das Sicherheitsventil geschlossen ist, d.h. daß bei einem nach dem Entlastungsprinzip arbeitenden Sicherheitsventil aus der Steuereinrichtung kein Fluidstrom (Drainage) abzuführen ist.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Schließkraft der Dramageventilemrichtung kleiner als eine Schließkraft der Abfuhrventilemrichtung .
Bei Realisierung des Entlastungsprinzips gelangt bei einem Auslosen des Steuerteils aus dem Steuerteil ausströmendes Fluid (Drainage) über die Drainageleitung zur Umschaltventileinnchtung. Dadurch steigt der Druck an der Dramageventilemrichtung an, die Dramageventilemrichtung öffnet, und das Fluid kann über die Drainageleitung m den Abblasetank ausgeblasen werden. Nach einem Druckanstieg im Abblasetank ist em Offnen der Dramageventilemrichtung nicht möglich oder die Dramageventilemrichtung schließt sich aufgrund dieses Druckanstiegs wieder. In diesem Falle öffnet sich dann die Abfuhrventilemrichtung nachdem der Druck vor der Umschaltventileinnchtung durch das weitere Ausstromen von Fluid noch geringfügig angestiegen ist. Das Fluid kann dann über die Abfuhrleitung ausblasen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung m einer zweiten Ausfuh- rungsform gelost durch em mit dem Abblasetank über eine Aus- gleichsleitung verbindbares hydraulisches Ausgleichssystem, das aus einem Druck im Abblasetank eine erste Kraft auf den Stellkorper erzeugt, welche einer von diesem Druck im anderen Raum erzeugten zweiten Kraft auf den Stellkorper entgegen- wirkt.
Dadurch wird erreicht, daß die ungewunschte zweite Kraft den Druck-Weg-Umformer nicht oder zumindest nicht stark in ungewollter Weise beeinflußt. Die zweite Ausfuhrungsform bietet im Gegensatz zur ersten Ausfuhrungsform den zusätzlichen Vorteil, daß em aktives Ausstromen von Fluid (Drainage) in einen Raum außerhalb des Abblasetanks nicht auftritt.
Unter einem Druck-Weg-Umformer wird bezogen auf beide Ausfuh- rungsformen nach der Erfindung jedes System verstanden, bei dem eine Druckanderung, insbesondere em Druckanstieg, m eine Ortsanderung eines Stellkorpers umsetzbar ist, unabhängig davon, ob die Ortsanderung stetig mit zunehmendem Druck oder sprunghaft bei einem bestimmten Grenzdruck stattfindet.
Das Sicherheitsventil einer der beiden Ausfuhrungsformen kann insbesondere nach dem Entlastungs- oder Belastungsprinzip arbeiten, wobei das Ansteuern durch das Steuerteil zum Entlasten bzw. Belasten und damit zum Offnen des Sicherheitsven- tils fuhrt.
Insbesondere steht der Stellkorper bei einer der beiden Ausfuhrungsformen mit einem Umformerkolben und/oder einem ersten Umformerbalg in Verbindung, der bzw. die mit dem Druck im an- deren Raum beaufschlagbar ist bzw. sind und durch den bzw. die die zweite Kraft erzeugbar ist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der zweiten Ausfuhrungs- form umfaßt das hydraulische Ausgleichssystem einen Aus- gleichskolben und/oder einen Ausgleichsbalg, der mit dem Druck im Abblasetank beaufschlagbar ist, und durch welchen die erste Kraft erzeugbar ist. Die erste Kraft ist insbesondere mechanisch vom Ausgleichskolben bzw. vom Ausgleichsbalg auf den Stellkorper übertragbar.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung entspricht der Durchmesser des Ausgleichskolbens und/oder des Ausgleichs- balgs im wesentlichen dem Durchmesser des Umformerkolbens bzw. des ersten Umformerbalgs. Bei einer derartigen Ausgestaltung hat em Druckanstieg im Abblasetank praktisch keinen Einfluß auf die Funktion des Druck-Weg-Umformers. E erhoh- ter Druck im Abblasetank erzeugt zwar - wie auch bei einer Steuereinrichtung ohne hydraulischem Ausgleichssystem - die ungewunschte zweite Kraft auf den Stellkorper, da der andere Raum über die Drainageleitung mit dem Abblasetank verbunden ist, gleichzeitig wirkt dieser Druck aber auch auf den Aus- gleichskolben bzw. den Ausgleichsbalg und erzeugt dadurch die erste Kraft auf den Stellkorper, welche die ungewunschte zweite Kraft kompensiert.
Der Ausgleichskolben bzw. der Ausgleichsbalg sind bevorzugt entlang einer Achse bewegbar angeordnet, entlang der auch der Stellkorper bewegbar ist. Dadurch ist gewahrleistet, daß die am Ausgleichskolben bzw. am Ausgleichsbalg erzeugte erste Kraft m einfacher und verlaßlicher Weise auf den Stellkorper übertragbar ist.
Der Ausgleichskolben bzw. der Ausgleichsbalg sind insbesondere Reihe zum Stellkorper angeordnet. Eine derartige geradlinige Hmteremanderanordnung hat den Vorteil, daß das hydraulische Ausgleichssystem einfach und schnell an eine be- stehende Steuereinrichtung ohne hydraulisches Ausgleichssystem nachgerustet werden kann. Nach einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Ausgleichskolben bzw. der Ausgleichsbalg den Umformerkolben bzw. den ersten Umformerbalg oder einen zweiten Umformerbalg zumindest teilweise umschließend angeordnet. Dadurch ist das hydraulische Ausgleichssystem besonders platzsparend und kompakt in die Steuereinrichtung für das Sicherheitsventil integrierbar.
Hierzu weist der Ausgleichskolben bzw. Ausgleichsbalg bevor- zugt einen untergriffartigen Mitnehmer für den Umformerkolben bzw. einen der Umformerbälge auf.
Nach einer anderen Ausgestaltung ist die Drainageleitung und/oder die Ausgleichsleitung vom hydraulischen Ausgleichs- system aus gesehen mit Gefälle verlegt. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß eingedrungenes Druckmittel, z.B. Kondensat, aus der Steuereinrichtung wieder abfließen kann, insbesondere nach einer Beendigung des Druckaufbaus.
Bei einer derartigen Ausgestaltung wird die erste Kraft, z.B. durch den Mitnehmer, auf den Umformerkolben bzw. einen der Umformerbälge übertragen und, soweit diese nicht selbst den Stellkörper bilden, auf den gesonderten Stellkörper übertragen.
Drei Ausführungsbeispiele einer Steuereinrichtung nach der Erfindung werden anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert. Es zeigt - jeweils in mehr oder weniger schematisierter Form:
FIG 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung nach der Erfindung in der ersten Ausführungsform,
FIG 2 einen Ausschnitt aus Figur 1, FIG 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung nach der Erfindung in der zweiten Ausfüh- rungsform,
FIG 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung nach der Erfindung in der zweiten Ausführungsform und
FIG 5 eine Ausschnittsvergrößerung aus Figur 4.
Figur 1 zeigt als abzusicherndes System einen Druckbehälter 1, dem ein nach dem Entlastungsprinzip arbeitendes Sicherheitsventil 4 zugeordnet ist, das den Druckbehälter 1 bei Ansteigen des Systemdrucks ps über einen zuvor eingestellten Grenzwert über eine Abblaseleitung 6 entlastet. Der Druckbehälter 1 ist z.B. ein Kernreaktordruckbehälter.
Insbesondere das Öffnen des Sicherheitsventils 4 wird durch eine insgesamt mit 10 bezeichnete Steuereinrichtung gesteu- ert, die über eine Steuerleitung 11 auf das Sicherheitsventil 4 einwirkt. Die Steuereinrichtung 10 basiert auf dem Prinzip eines federbelasteten Steuerventils nach dem Ruheprinzip und umfaßt drei Baugruppen, nämlich einen Druck-Weg- Umformer 12 und ein Steuerteil 14, das seinerseits aus einem Vorsteuerteil 16 und einem Hauptsteuerteil 18 gebildet ist. Die drei Baugruppen sind in einem gemeinsamen Gehäuse 19 untergebracht .
Der Druckbehälter 1 ist über eine Druckentnahmeleitung 20 mit einem Druckraum 22 des Druck-Weg-Umformers 12 verbunden. Der Druckraum 22 ist Teil eines Zylinders 24, in dem ein Stellkörper 26, hier ein Umformerkolben 26A, bewegbar ist, und der den Druckraum 22 von einem anderen Raum 28 trennt. Der Stellkörper 26 wirkt über einen Stößel 30 auf das Vorsteuerteil 16 ein. Der Stellkörper 26 bzw. der Umformerkolben 26A ist durch eine erste Feder 32, welche auf einem Teller 34 aufliegt, in Figur 1 nach unten gedrückt. Figur 1 zeigt den Stellkörper 26 in einer Ausgangsposition, in der das Steuerteil 14 nicht ausgelöst ist. Bei einem Ansteigen des Systemdrucks ps im Druckbehälter 1 steigt auch der Druck pD im Druckraum 22, was in eine Bewegung des Stellkörpers 26 und des Stößels 30 umge- setzt wird, bis schließlich die Bewegung so weit fortgeschritten ist, daß - in einer nicht dargestellten Auslöseposition - das Steuerteil 14 ausgelöst wird.
Das Vorsteuerteil 16 weist einen Auffüllkegel 40 und einen Entlastungskegel 42 auf. Der Auffüllkegel 40 ist über eine untere Verlängerung 44, eine obere Verlängerung 46 und über Dichtelemente 48, 49 in einem Zylinder im Gehäuse 19 geführt.
Der Auffüllkegel 40 ist durch eine zweite Feder 50 in Figur 1 nach unten gedrückt. Im Inneren des Auffüllkegels 40 befindet sich der Entlastungskegel 42, der über eine dritte Feder 54 ebenfalls - bezogen auf Figur 1 - nach unten gedrückt ist.
Eine detaillierte Beschreibung der Aufgabe, des Aufbaus und der Funktionsweise des Auffüllkegels 40 und des Entlastungskegels 42 ist in der DE 196 28 610 Cl, Spalte 4, Zeile 19, bis Spalte 5, Zeile 8, beschrieben. Im folgenden wird deshalb nur noch kurz auf den Entlastungskegel 42 eingegangen.
Beim Auslösen des Vorsteuerteils 16 wird der Entlastungskegel 42 durch den Stößel 30 von seinem Sitz abgehoben, so daß eine Entlastung des Hauptsteuerteils 18 und somit auch eine Entlastung des Sicherheitsventils 4 beginnt. Die Entlastung wirkt dabei über eine Entlastungsbohrung 57 und einen Entla- stungskanal 58 auf einen Rückschlagkegel 80 des Hauptsteuerteils 18. Das während der Entlastung durch den Entlastungskanal 58 abströmende Fluid strömt am Entlastungskegel 42 vorbei entlang eines Ringraumes 85 um den Stößel 30 in den anderen Raum 28 und von dort über eine Drainageleitung 90 in einen Abblasetank 92. Während der Entlastung des Hauptsteuerteils 18 und des Sicherheitsventils 4 liegt der Auffüllkegel 40 an seinem in Figur 1 (oberen) Sitz im Gehäuse 19 an (gezeichnet ist ein Anliegen am unteren Anschlag) , so daß der Systemdruck im Druck- behälter 1 nicht oder nicht mehr auf das Hauptsteuerteil 18 wirkt.
Das in Figur 1 gezeichnete Sicherheitsventil 4 bläst über die Abblaseleitung 6 in den Abblasetank 92 ab. Auch weitere, nicht gezeichnete Sicherheitsventile können in den Abblasetank 92 abblasen. Dadurch kann es im Abblasetank 92 (Druck pτ) ZU einem ungewünschten Druckanstieg kommen, der sich auch auf den anderen Raum 28 des Druck-Weg-Umformers 12 auswirken würde (Druck pA) und dessen Funktion beeinflussen könnte. Um dies zu vermeiden, weist die in Figur 1 dargestellte Steuereinrichtung eine Umschaltventileinrichtung 100 auf, von der eine Abführleitung 102 ausgeht. Bei einem Druck pτ im Abblasetank 92 oberhalb eines an der Umschaltventileinrichtung 100 eingestellten Grenzdrucks unterbricht die Umschaltventileinrichtung 100 die Verbindung des anderen Raumes 28 mit dem Abblasetank 92 und stellt stattdessen eine Verbindung des anderen Raumes 28 mit der Abführleitung 102 her, die in einem nicht gezeichneten stets drucklosen Raum mündet.
In Figur 2 ist eine besondere Ausgestaltung der Umschaltventileinrichtung 100 detailliert und vergrößert dargestellt. Sie besteht aus einer in der Drainageleitung 90 angeordneten Drainageventileinrichtung 106 und aus einer der Abführlei- tung 102 zugeordneten Abführventileinrichtung 108.
Die Drainageventileinrichtung 106 und die Abführventileinrichtung 108 bestehen jeweils aus einer Parallelschaltung von zwei in Reihe geschalteten Ventilen. Dadurch ist ein unter- stellter Einzelfehler eines Ventils sowohl in geöffneter als auch in geschlossener Stellung sowohl der Drainageventilein- πchtung 106 als auch der Abfuhrventilemrichtung 108 beherrschbar.
Diese Ventile sind nur schematisch m Figur 2 dargestellt. Sie weisen einen Sitz 110 auf, auf den em Ventilkegel 112 durch eine Feder 114 gedruckt wird. Die Schließkraft der Ventile m der Abfuhrventilemrichtung 108 ist großer als die der Ventile m der Dramageventilemrichtung 106. Falls wahrend einer Entlastung über die Drainageleitung 90 m den Ab- blasetank 92 der Druck pτ im Abblasetank 92 unerwünscht ansteigt, schließen zunächst die Ventile m der Dramageventilemrichtung 106, bevor bei einem geringfügig höheren Druck m der Drainageleitung 90 die Ventile in der Abfuhrventilemrichtung 108 offnen und eine Entlastung über die Abfuhrlei- tung 102 ermöglicht wird. Wenn der unerw nschte Druckanstieg wieder zurückgegangen ist, wird die Verbindung zum Abblasetank 92 wieder freigegeben.
In Figur 3 ist em zweites Ausfuhrungsbeispiel einer Steuer- emnchtung 10 nach der Erfindung dargestellt, das an Stelle der Umschaltventileinnchtung em hydraulisches Ausgleichssystem 200 zur „Ruckdruckkompensation" aufweist und sonst weitgehend identisch mit der Steuereinrichtung 10 der Figur 1 ist. Das Ausgleichssystem 200 umfaßt einen Ausgleichskol- ben 210, der m einem Zylinder 212 bewegbar ist. Der Aus- gleichskolben 210 ist bezüglich einer Achse 213 symmetrisch und entlang dieser Achse bewegbar, entlang der auch der Umformerkolben 26A beweglich ist. Der Ausgleichskolben 210 ist über einen Dichtring 214 gegenüber dem Zylinder 212 abgedich- tet und mit einem Zylmderkorper 217 m einer Fuhrung 218 im Gehäuse 19 der Steuereinrichtung 10 gefuhrt. Das Gehäuse 19 ist gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel über den Teller 34 (siene Figur 1) hinaus nach unten verlängert .
Eine erste Bohrung 220 verbindet eine von dem Ausgleichskol- ben 210 im Zylinder 212 gebildete erste Kammer 222 mit einem nicht dargestellten, stets drucklosen Raum, beispielsweise mit dem Anlagenentwässerungssystem einer kerntechnischen Anlage. Die erste Kammer 222 kann auch mit dem Containment der kerntechnischen Anlage verbunden sein. Aus der ersten Kam- mer 222 könnten ohnehin nur Leckageströme der verwendeten Dichtungen oder Bälge austreten.
Eine als zweite Bohrung ausgeführte Ausgleichsleitung 224 verbindet eine zweite Kammer 226, die ebenfalls von dem Aus- gleichskolben 210 in dem Zylinder 212 gebildet ist, mit der Drainageleitung 90.
Ein ungewünschter Druckanstieg im Abblasetank 92 wirkt sich in gleicher Weise auf die zweite Kammer 226 als auch auf den anderen Raum 28 aus. Der über die zweite Kammer 226 mit dem Druck pτ im Abblasetank 92 beaufschlagte Ausgleichskolben 210 erzeugt dann eine (in Figur 3 nach oben gerichtete) erste Kraft, die über einen Kolbenfortsatz 230, den Teller 34 und einen Umformerbolzen 235 auf den Stellkörper 26, d.h. auf den Umformerkolben 26A, übertragen wird. Da der Durchmesser d des Ausgleichskolbens 210 im wesentlichen genauso groß wie der Durchmesser ds des Umformerkolbens 26A ist (gleiche Querschnittsfläche) , gleicht die erste Kraft eine von dem Druck pτ im Abblasetank 92 über den anderen Raum 28 am Umfor- merkolben 26A erzeugte ungewünschte zweite Kraft (in Figur 3 nach unten gerichtet) vollständig aus, so daß die Bewegung des Umformerkolbens 26A unter dem Einfluß des Systemdrucks ps im Druckraum 22 (Druck pD ≡ ps) von dem Druckanstieg im Abblasetank 92 unbeeinflußt ist.
Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung 10 nach der Erfindung, die ebenfalls ein hydraulisches Ausgleichssystem 200 umfaßt. Das Ausgleichssystem 200 ist in Figur 5 vergrößert gezeichnet. Diejenigen Teile der Steuereinrichtung 10, welche nicht das Ausgleichssystem 200 betreffen, sind bereits in der deutschen Patentschrift DE 196 28 610 Cl, Spalte 3, Zeile 29, bis Spalte 6, Zeile 57, beschrieben. Dieser Textabschnitt aus der DE 196 28 610 Cl ist Bestandteil der vorliegenden Patentanmeldung.
Bei dem Druck-Weg-Umformer 12 des m Figur 4 und 5 darge- stellten Ausfuhrungsbeispiels wirkt der Systemdruck ps des Druckbehalters auf den Innenraum von Umformerbalgen 302 und 320.
Der Innenraum des ersten Umformerbalgs 302 bildet einen er- sten Druckraum 300, der durch den ersten Umformerbalg 302 von einem ersten anderen Raum 303 getrennt ist. Der erste Umformerbalg 302 ist an seinem unteren Ende mit einem Flansch 304 verschweißt. An seinem oberen Ende ist er mit einem Balgkopf 306 verbunden, der im wesentlichen den Stellkor- per 26 bildet. Dieser Balgkopf 306 weist in seinem oberen Abschnitt ein Fuhrungslager 308 auf. Der Balgkopf 306 kann em unteres zylindrisches Teil 310 umfassen, an dem der erste Umformerbalg 302 gefuhrt ist. Bei druckloser Einrichtung kann dieses zylindrische Teil 310 stirnseitig auf Nocken 312 des Flansches 304 aufsitzen.
An dem Flansch 304 ist von unten em zweiter Umformerbalg 320 angeschweißt, dessen Innenraum einen zweiten Druckraum 322 bildet und der den zweiten Druckraum 322 von einem zweiten anderen Raum 323 trennt. Der zweite Umformerbalg 320 ist an seinem gegenüberliegenden, unteren Ende mit einem Emschraub- teil 325 verschweißt, das mit dem unteren Ende des zylindrischen Teils 310 des Balgkopfs 306 verbunden ist. Diese Verbindung kann über em Gewinde gegeben sein. Zum Flansch 304 hm weist das Emschraubteil 325 em Fuhrungslager 327 auf.
Das untere Ende des Einschraubteils 325 ist mit einem Gewinde versehen, über das mittels einer Mutter 329 und eines Druckstuckes 331 eine Vorspannkraft auf eine Feder 333 aufgegeben werden kann. Die Feder 333 ist am Flansch 304 abgestutzt. Die Feder 333 ist vorgespannt und bildet eine Gegenkraft zu einer Hydraulikkraft, die durch das Medium aus der Druckentnahmeleitung 20 auf den ersten Umformerbalg 302 einwirkt. Die Hy- draulikkraft auf den zweiten Umformerbalg 320 wirkt m der gleichen Richtung wie die Kraft der Feder 333. Bei unverändertem Druck im Druckbehalter 1 halten sich die Hydraulik- kraft auf den ersten Umformerbalg 302 einerseits und die Summe aus der Hydraulikkraft auf den zweiten Umformerbalg 320 und der Federkraft der Feder 333 das Gleichgewicht.
Das hydraulische Ausgleichssystem 200 umfaßt bei dem m Figur 4 und 5 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel einen Aus- gleichsrmgkolben 350, der den zweiten Umformerbalg 320 umschließend angeordnet ist.
Der Ausgleichsrmgkolben 350 weist m dem Figur 4 und 5 gezeigten Beispiel im unteren Teil ein schmales Teil 350B und im oberen Teil ein breites Teil 350A auf.
Der Ausgleichsrmgkolben 350 wirkt über einen untergriffartigen Mitnehmer 352 am schmalen Teil 350B auf eine Erweiterung 354 am Einschraubteil 325. Der Ausgleichsrmgkolben 350 ist m Figur 5 vergrößert im Ausschnitt dargestellt. Der Ausgleichsrmgkolben 350 ist über eine als Bohrung ausgestaltete Ausgleichsleitung 224 mit der Drainageleitung 90 verbunden. Der Durchmesser dp. des breiten Teils 350A des Ausgleichsrmg- kolbens entspricht dem (die im Vergleich zu einem Kolben gleichen Durchmessers größere benetzte Flache eines Balgs berücksichtigenden) hydraulischen Durchmesser des ersten Umformerbalgs 302. Da sowohl der Ausgleichsrmgkolben 350 als auch der erste Umformerbalg 302 durch einen gegebenenfalls erhöhten Druck m der Drainageleitung 90 beaufschlagt werden, wird m dem Druck-Weg-Umformer 12 em Kraftausgleich bewirkt. Denn der untergriffartige Mitnehmer 352 kommt bei dem genannten Druckanstieg an der flanschartigen Erweiterung 354 zu liegen und übertragt die im Ausgleichsrmgkolben 350 erzeugte hydraulische erste Kraft als Kompensationskraft auf den den Stellkorper bildenden Balgkopf 306, auf den m entgegengesetzter Richtung auch eine durch den Druck im ersten anderen Raum 303 erzeugte ungewunschte zweite Kraft wirkt. Dadurch ist eine Veränderung des Ansprechdrucks der Steuereinrichtung 10 durch einen Druckanstieg in der Drainageleitung 90 und/oder im Abblasetank 92 ebensowenig möglich wie ein Zurückschalten der in den Auslösezustand umgeschalteten Steuer- einrichtung 10 verbunden mit einem ungewollten Schließen des geöffneten Sicherheitsventils 4.
Der mit dem Druck aus der Drainageleitung 90 beaufschlagte Teil des Ausgleichsringkolbens 350 ist gegenüber dem übrigen Teil des Druck-Weg-Umformers 12 durch Dichtelemente 356, 358, 360 und 362 abgedichtet. Die Dichtelemente sind paarweise als Doppeldichtung 356, 360 bzw. 358, 362 angeordnet. Der Raum zwischen zwei als Doppeldichtung angeordneten Dichtelementen, also z.B. der Raum zwischen dem Dichtelement 356 und dem Dichtelement 360, ist über Bohrungen 364 bzw. 366 mit einem stets drucklosen, nicht gezeichneten Raum, insbesondere mit dem Anlagenentwässerungssystem einer kerntechnischen Anlage, verbunden. Der übrige Teil des Druck-Weg-Umformers 12 steht über eine Leitung 368 mit der Atmosphäre oder mit dem Con- tainment der kerntechnischen Anlage in Verbindung.
Die Drainageleitung 90, die Ausgleichsleitung 224 und die im letzten Absatz genannten Bohrungen 364, 366 weisen - aus dem Inneren der Steuereinrichtung 10 heraus betrachtet bzw. von dieser weg zeigend - eine nach unten gerichtete Neigung
(Gefälle) auf, damit eingedrungenes Druckmittel, insbesondere Kondensat, wieder abfließen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Steuereinrichtung (10)
- mit einem Druck-Weg-Umformer (12), in dem eine Druckdiffe- renz (PD _PA) zwischen einem Druckraum (22) und einem davon getrennten anderen Raum (28) in eine Bewegung eines Stellkörpers (26) umsetzbar ist,
- wobei mit dem Stellkörper (26) ein Steuerteil (14) zum Ansteuern eines Sicherheitsventils (4) eines Druckbehäl- ters (1) auslösbar ist,
- und wobei der Druckbehälter (1) über eine Druckentnahmeleitung (20) mit dem Druckraum (22) und
- der andere Raum (28) über eine Drainageleitung (90) mit einem Abblasetank (92) verbindbar ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine der Drainageleitung (90) zugeordnete Umschaltventileinrichtung (100), von der eine Abführleitung (102) ausgeht, wobei bei einem Druck im Abblasetank (92) oberhalb eines Grenzdrucks durch die Umschaltventileinrichtung (100) der andere Raum (28) statt mit dem Abblasetank (92) mit der Abführleitung (102) verbunden ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Um- schaltventileinrichtung (100) eine in der Drainageleitung (90) angeordnete Drainageventileinrichtung (106) und eine an der Abführleitung (102) angeordnete Abführventileinrichtung (108) umfaßt.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drainageventileinrichtung (106) und/ oder die Abführventileinrichtung (108) in einer Ausgangsposition des Stellkörpers (26), in der das Steuerteil (14) nicht ausgelöst ist, geschlossen sind.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Schließkraft der Drainageventileinrichtung (106) kleiner als eine Schließkraft der Abführventileinrichtung (108) ist.
5. Steuereinrichtung (10)
- mit einem Druck-Weg-Umformer (12), in dem eine Druckdifferenz (PD-PA) zwischen einem Druckraum (22; 300) und einem davon getrennten anderen Raum (28; 303) in eine Bewegung eines Stellkörpers (26) umsetzbar ist,
- wobei mit dem Stellkörper (26) ein Steuerteil (14) zum Ansteuern eines Sicherheitsventils (4) eines Druckbehälters (1) auslösbar ist,
- und wobei der Druckbehälter (1) über eine Druckentnahmelei- tung (20) mit dem Druckraum (22; 300) und
- der andere Raum (28; 303) über eine Drainageleitung (90) mit einem Abblasetank (92) verbindbar ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein mit dem Abblasetank (92) über eine Ausgleichslei- tung (224) verbindbares hydraulisches Ausgleichssystem (200), das aus einem Druck (pτ) im Abblasetank (92) eine erste Kraft auf den Stellkörper (26) erzeugt, welche einer von diesem Druck (pτ) im anderen Raum (28; 303) erzeugten zweiten Kraft auf den Stellkörper (26) entgegenwirkt.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stellkörper (26) mit einem Umformerkolben (26A) und/ oder einem ersten Umformerbalg (302) in Verbindung steht, der bzw. die mit dem Druck (pA) im anderen Raum (28; 303) beaufschlagbar ist bzw. sind, und durch den bzw. die die zweite Kraft erzeugbar ist.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das hydraulische Ausgleichssystem (200) einen Ausgleichskolben (210; 350) und/ oder einen Ausgleichsbalg umfaßt, der mit dem Druck (pτ) im Abblasetank (92) beaufschlagbar ist und durch welchen die erste Kraft erzeugbar ist.
8. Steuereinrichtung nach Anspruch 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Durchmesser (dA) des Ausgleichskolbens (210; 350) und/ oder des Ausgleichsbalgs im wesentlichen dem Durchmesser (ds) des Umformerkolbens (26A) bzw. des ersten Umformerbalgs (302) entspricht.
9. Steuereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ausgleichskolben (210; 350) bzw. der Ausgleichsbalg entlang einer Achse (213) bewegbar angeordnet sind, entlang der auch der Stellkörper (26) bewegbar ist.
10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ausgleichskolben (210) bzw. der Ausgleichsbalg in Reihe zum Stellkörper (26) angeordnet ist.
11. Steuereinrichtung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Aus- gleichskolben (350) bzw. der Ausgleichsbalg den Umformerkolben bzw. den ersten Umformerbalg oder einen zweiten Umformerbalg (320) zumindest teilweise umschließend angeordnet ist.
12. Steuereinrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ausgleichskolben (350) bzw. der Ausgleichsbalg einen untergriffartigen Mitnehmer (352) für den Umformerkolben bzw. einen der Umformerbälge (320) aufweist.
13. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drainageleitung (90) und/oder die Ausgleichsleitung (224) vom hy- draulischen Ausgleichssystem (200) aus gesehen mit Gefälle verlegt sind/ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687198C1 (ru) * 2018-08-03 2019-05-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ управления клапанами импульсно-предохранительного устройства и устройство для его осуществления
CN117619320A (zh) * 2024-01-23 2024-03-01 潍坊中汇化工有限公司 一种乙腈制备用排压式反应釜

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19816463C1 (de) 1998-04-14 1999-06-02 Siemens Ag Federbelastetes Tandem-Steuerventil
US6832628B2 (en) * 2000-10-11 2004-12-21 Flowmatrix, Inc. Variable pressure regulated flow controllers
US7621332B2 (en) * 2005-10-18 2009-11-24 Owen Oil Tools Lp Apparatus and method for perforating and fracturing a subterranean formation
DE102006049706B3 (de) * 2006-10-18 2008-06-19 Areva Np Gmbh Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Funktionstüchtigkeit einer Steuereinheit mit einem Druck-Weg-Umformer und einem Sicherheitsventil
DE102007013359B4 (de) 2007-03-16 2013-04-04 Areva Np Gmbh Sicherheitseinrichtung zur Überdruckabsicherung eines druckführenden Systems
US20100089456A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 Circor Instrumentation Technologies, Inc. Method and apparatus for low powered and/or high pressure flow control
CN101876388B (zh) * 2009-05-01 2014-05-07 丛洋 减压阀、压缩气体供气系统及制冷系统
US20110226354A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Petur Thordarson Flow Controller
RU180055U1 (ru) * 2017-09-28 2018-05-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский инжиниринговый центр арматуростроения" (ООО НИИЦА) Автоматический защитный клапан прямого действия
RU2766379C1 (ru) * 2021-07-12 2022-03-15 Артур Олегович Бурков Предохранительное устройство непрямого действия для гидросистем

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3906888A1 (de) * 1989-03-03 1990-09-06 Siemens Ag Steuereinrichtung fuer ein sicherheitsventil
DE19628610C1 (de) * 1996-07-16 1998-01-02 Siemens Ag Steuereinrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4402341A (en) * 1981-02-13 1983-09-06 Vapor Corporation Pilot operated relief valve
CH675901A5 (de) * 1988-10-13 1990-11-15 Sulzer Ag

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3906888A1 (de) * 1989-03-03 1990-09-06 Siemens Ag Steuereinrichtung fuer ein sicherheitsventil
DE19628610C1 (de) * 1996-07-16 1998-01-02 Siemens Ag Steuereinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687198C1 (ru) * 2018-08-03 2019-05-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ управления клапанами импульсно-предохранительного устройства и устройство для его осуществления
CN117619320A (zh) * 2024-01-23 2024-03-01 潍坊中汇化工有限公司 一种乙腈制备用排压式反应釜

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Publication number Publication date
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