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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil In Sitzbauweise mit einem beweglichen Ventilkegel oder dergleichen, der gegen einen Ventilsitz dichtet, für Hydraulik-, Pneumatik- oder Kryogenikleitungen, insbesondere für supraleitende Magnete von Teilchenbeschleunigern und Fusionsreaktoren.
Sicherheitsventile sind standardmässig als Kegel- oder Kugelsitzventile ausgeführt und dienen zur Absicherung einer Anlage gegen Überdruck. Sie öffnen bei einem bestimmten Überdruck in der Anlage
Sicherheitsventile bestehen prinzipiell aus einer vorgespannten Feder, die den Ventilkegel bzw die Ventilkugel mit einer bestimmten Kraft auf den Ventilsitz presst. Der Ventilkegel bzw. die Ventilkugel dichtet hermetisch den Ventileintritt zum Ventilaustritt ab.
Für die Dichtheit der Ventile ist die Form, Beschaffenheit und Material von Ventilkegel bzw Ventilkugel und Ventilsitz entscheidend
Bei herkömmlichen Sicherheitsventilen werden Verunreinigungspartikel des Mediums wahrend des Schliessens des Ventils zwischen Ventilsitz und Ventilkegel eingeklemmt und beschädigen dadurch die Dichtflächen des Ventils Die Dichtheit des Sicherheitsventils ist nicht mehr gewährleistet
Der Einsatz von starren Sieben bzw. Filtern in Ventilen am Ventilgehäuse, die permanent im Mediumsfluss zwischen Eln- und Austritt des Ventils sich befinden, ist aus US 2 321 743 A, FR 854 633 A, US 4 903 725, DE 23 50 344 A, US 5 706 854, US 2 732 856, US 3 286 979 A, US 2 819 799 bekannt.
Diese Bauart gewährleistet nicht bei verschmutztem bzw verstopftem Sieb den vollen Durchfluss durch das Ventil und gewährleistet dadurch auch nicht das Öffnen des Sicherheitsventils bei einem eingestellten Offnungsdruck
Die Absicherung einer Anlage gegenüber Überdruck mit einem Sicherheitsventil bei dem sich ein Sieb permanent im Mediumsfluss zwischen Ein-und Austritt des Ventils befindet Ist sicherheittechnisch nicht akzeptabel
Zum Schutz von Führungen im Ventil gegen Verunreinigungspartikel im Medium ist aus US 2 732 172 bekannt, ein Sieb am Ventilkegel vorzusehen Ein wirksamer Schutz der Dichtflächen vor Beschädigung durch Verunreinigungspartikeln im Medium wird nicht erreicht.
Um eine Geräuschdämpfung eines Klosettdruckspülers zu erreichen ist aus DE 3 427 336 bekannt, dem Ventilsitz ein Kolbennippelsieb nachzuschalten und an der Drosselkugel ein kreiszylindrisches ausgebildetes Drosselsieb zu befestigen Die Anordnung der Siebe stellen keinen wirksamen Schutz für die Dichtflächen gegen Verunreinigungspartikel im Medium dar.
Aus US 2 187 049 A ist ein Ventil bekannt, welches in einem drehbaren Zylinder zwei um 900 versetzte horizontale Bohrungen aufweist, von der eine Bohrung mit einem orthogonal zur Bohrung befestigten Sieb in Zylinderform ausgestattet Ist Das Sieb filtert permanent das Medium, wenn die Bohrung durchflossen wird Ein Schutz des Ventilsitzes bzw Ventilkegels vor Beschädigungen von Verunreinigungspartikeln des Mediums während des Schliessens des Ventils wird nicht erreicht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht angesichts des genannten Standes der Technik darin, ein Sicherheitsventil für Pneumatik-, Hydraulik-und insbesondere Kryogenikleitungen zu schaffen, welches auch beim Einsatz von mit Feststoffen verunreinigten Medien nach mehreren Sicherheitsöffnungen noch Immer zuverlässig hermetisch dicht schliesst und ein Auswechseln wichtiger Ventilkomponenten einfach und schnell erlaubt
Das Sicherheitsventil, in Figur 1 gemäss der beschriebenen Erfindung schematisch dargestellt, ist als ein Sicherheitsventil in Sitzbauweise mit beweglichem Ventilkegel oder dergleichen, der gegen den Ventilsitz dichtet, ausgeführt und unterscheidet sich von herkömmlichen Sicherheitsventilen dadurch, dass am beweglichen Ventilkegel ein Sieb stirnseitig austauschbar fixiert ist, dessen Befestigung mit seitlichen Austrittsöffnungen ausgestattet ist,
die bei Spaltöffnung des Ventils (kurz vor der Berührung vom Ventilkegel am Ventilsitz) den Ventileintritt mit dem Austritt verbinden. Das Sieb filtert bei Spaltöffnung des Ventils Partikel aus dem Medium.
Das gereinigte Medium strömt vom Sieb über die seitlichen Austrittsöffnungen der Siebbefestigung am Ventilkegel und Ventilsitz vorbei in Richtung des Ventilaustritts Auf dem Ventilkegel beziehungsweise auf dem Ventilsitz befindliche Partikel werden durch die Strömung des gereinigten Mediums beseitigt und ein Einklemmen von Partikeln zwischen Ventilsitz und Ventilkegel beim Schliessen des Ventils verhindert. Das Sicherheitsventil schliesst hermetisch dicht.
Der beschriebene Zustand des Sicherheitsventils ist in Figur 2, Sicherheitsventil mit Spaltöffnung
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gemäss der dargestellten Erfindung, dargestellt
Das Sieb Ist zur Strömungsrichtung stimseitig am Ventilkegel mit Schrauben austauschbar angebracht. Es ist mit einer Stutzstruktur stabilisiert, so dass eine Zerstörung eines verschmutzten Siebes durch auftretenden L) berdruck unwahrscheinlich ist Das Sieb ist entlang seines Randes, in Ebene des Siebes, mit einer Abstreiflippe aus weichem Material gegenüber dem Ventilgehäuse ausgeführt Die Abstreiflippe schliesst den Spalt zwischen Sieb und Ventileintritt. Sie schiebt auf der Wand des Ventileintritts befindliche Verunreinigungspartikel vom Ventilsitz weg.
Der Ventilkegel einschliesslich des Siebes wird während der Spaltöffnung des Ventils in einer Führungspatrone mit integriertem Ventilsitz geführt. Die Befestigung des Siebes ist mit Austrittsöffnungen ausgestattet, damit während einer Spaltöffnung des Ventils das Medium vom Ventileintntt über das Sieb, am Ventilkegel und Ventilsitz vorbei, in den Ventilaustritt strömt, siehe Figur 2 Das Sieb tritt nur Im Moment der Spaltöffnung In Funktion In diesem kurzen Augenblick ist eine Verschmutzung des Siebes möglich. Bei vollständig geöffneten Ventil wird das Sieb nur gering durchströmt und dadurch nicht verschmutzt.
Die Führungspatrone ist auswechselbar. Sie kann mit einem speziellen Werkzeug gelöst und aus dem Ventilgehäuse herausgezogen werden. Zusätzlich ist die Führungspatrone in ihre Bestandteile zerlegbar. Die Fuhrungspatrone besteht aus einer Führungshülse fur den Ventilkegel, einer Führungshülse für das Sieb, dem Ventilsitz zwischen den beiden Führungshülsen und einem Flxierring an der Oberseite der Führungspatrone Der Ventilsitz ist nach Zerlegung der Führungspatrone austauschbar
Durch die beschriebenen Merkmale ergibt sich ein Sicherheitsventil mit besonderen Eigenschaften :
- Einsetzbar in mit Feststoffen verunreinigten flüssigen und/oder gasförmigen Medien, - zuverlässig hermetisch dichtend, - wartungsfreundlich durch einfachen Austausch von Ventilkegel, Sieb und Ventilsitz.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten schematischen Zeichnung, Figur 1, für ein Sicherheitsventil erläutert. Die Zeichnung zeigt in vereinfachter Weise einen Längsschnitt des Sicherheitsventils, ohne den Stellantrieb zu berücksichtigen.
Das Sicherheitsventil ist als Eckventil ausgeführt
Das Sicherheitsventil besitzt einen Ventilkegel (5) an dem ein Sieb (12) über eine ringförmige Stebbefestigung mit Öffnungen entlang ihres Umfanges (15) mit Schrauben (11) austauschbar fixiert ist. Das Sieb (12) ist durch eine Stützstruktur (13) auf beiden Seiten stabilisiert.
Am Umfang des Siebes ist eine Abstreiflippe (10) angebracht
Der Ventilkegel (5) ist mit der Ventilspindel (1) verbunden
Der Ventilkegel (5) mit seinem Zentrierring (6) und das Sieb (12) mit Siebbefestigung (15) und seiner Abstrelflippe (10) werden in einer zerlegbaren Fuhrungspatrone (2, 3, 4, 7,8, 9) geführt Die
Führungspatrone besteht aus einem Ring (2), dem Führungszylinder des Ventilkegels (3), einem Zentrierring (4), einem Ventilsitz (7), dem Führungszylinder des Siebes (8) und einer Dichtung (9) zum Ventilgehäuse (14).
Der Ring (2) besitzt ein Aussengewinde mit dem die Führungspatrone Im Ventilgehäuse (14) befestigt wird Der Ring (2) ist drehbar auf dem Führungszylinder des Ventilkegels (3) befestigt Der Führungszylinder des Ventilkegels (3) besitzt Öffnungen im unteren Teil des Zylindermantels, durch welche das Medium austritt. Im oberen Teil des Führungszylinder des Ventilkegels (3) ist auf der Innenseite eine Nut, die als Ansatz zum Herausziehen der
Führungspatrone aus dem Ventilgehäuse (14) dient Ein Zentrierring (4) ist auf dem
Führungszylinder des Ventilkegels (3) befestigt. Der Zentnerring (4) zentriert die Führungspatrone im Ventilgehäuse (14).
Der Ventilsitz (7) befindet sich zwischen Führungszylinder des Ventilkegels (3) und Fuhrungszylinder des Siebes (8) Der Führungszylinder des Ventilkegels (3) und der
Führungszylinder des Siebes (8) sind miteinander lösbar verbunden. Der Ventilsitz (7) wird beim
Fixieren der Führungspatrone dichtend zwischen den beiden Führungszylindem (3, 8) verspannt.
Am Führungszylinders des Siebes (8) ist eine Dichtung (9) befestigt, die den Führungszylinder zum Ventilgehäuse (14) dichtet