CH649143A5 - Membranabsperrventil und gaskolbenverdichter mit membranabsperrventil. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft auch einen Gaskolbenverdichter so mit einem Membranabsperrventil der eingangs genannten Art

Die Erfindung betrifft ein Membranabsperrventil mit ei- mit wenigstens einer Dichtpartie an der Antriebswelle und nem Durchflusskanal zum Sperren einer Leitung beim Auf- mit einem Flüssigkeitskreislauf an der Dichtpartie zum gastreten eines unter dem Atmosphärendruck liegenden Lei- dichten Absperren zwischen dem Gehäuse des Kolbenver-tungsdruckes. dichters und der Atmosphäre und/oder zum Kühlen der

Ventile und Ventilsteuerungen, welche auf einen Unter- 55 Dichtpartie sowie mit einer Druckausgleichleitung zwischen druck bzw. auf eine bestimmte Druckdifferenz reagieren, sind dem Gehäuse und dem Flüssiqkeitskreislauf zur Druckentla-in der Technik seit langem bekannt und gebräuchlich. Mit stung der zwischen Gehäuse und Flüssigkeitskreislauf liegen-Hilfe geeigneter Stellorgane, wie z.B. hydraulische, pneumati- den Dichtungsringe, wobei das Membranabsperrventil in der sehe oder elektromotorische Antriebe, lassen sich Ventile Druckausgleichleitung bei einem Unterdruck im Gehäuse das nach den unterschiedlichsten Kriterien steuern. In vielen An- 60 Eindringen von Flüssigkeit in das Gehäuse verhindert. Bei wendungsfällen erfüllt ein Ventil jedoch lediglich eine Sicher- derartigen Kolbenverdichtern werden häufig sogenannte heitsfunktion, so dass das Ventil bei Normalbetrieb entweder Gleitringdichtungen eingesetzt, um das Gehäuse des Verdich-geöffnet oder geschlossen ist. Aufwendige Mess- und Steuer- ters entlang der rotierenden Antriebswelle gegenüber der At-einrichtungen bedeuten in diesen Fällen lediglich eine mosphäre abzudichten. Um eine hermetische Abriegelung des Verteuerung der gesamten Anlage und zildem eine vergrösser-65 Gasraumes im Kolbenverdichter zu bewirken, ist die Gleit-te Störanfälligkeit. Besondere Probleme ergeben sich, wenn ringdichtung zum Absperren und gleichzeitigen Kühlen ausein Ventil zum Absperren einer Leitung dienen soll, in der so- serdem von einem Flüssigkeitskreislauf umströmt. Als Flüs-wohl Gas als auch Flüssigkeit strömen kann. sigkeit können beispielsweise Öl oder Glycerin eingesetzt wer-

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den. Infolge des geschlossenen Gaskreislaufes im innern des an der Druckfeder justierbar, so dass der Unterdruck beGehäuses, der vom atmosphärischen Druck völlig unabhän- stimmt werden kann, bei dem sich die Membrane 8 verformen gig ist, kann unter bestimmten Voraussetzungen im Gehäuse und das Ventil schliessen soll. Die Öffnung 25 im Ventilsitz 9 ein Unterdruck auftreten. Bei der ersten Inbetriebnahme des liegt auf der Unterdruckseite 11 des Druckflusskanals 24. Die Kolbenverdichters wird zum Entleeren der Anlage sogar 5 Absperrseite 13 des Durchflusskanals führt neben dem Venkünstlich ein Vakuum erzeugt. tilsitz in die Ventilkammer 26. Die Verbindung zwischen der

Da bekannte Gleitringdichtungen nur in einer Richtung Unterdruckseite 11 und der Membrane 8 ist über eine von der völlig abdichten, kann beim Auftreten eines Unterdruckes im Stirnseite 20 ausgehende Bohrung 17 im Ventilstössel 10 her-

Gehäuse bei der Gleitringdichtung Luft aus der Atmosphäre gestellt.

eindringen. Diese Luft bildet in der Kühl- und Sperrflüssig- 10 Bei normalem Betriebsdruck im Durchflusskanal 24 ist keit Blasen, welche den gesamten Flüssigkeitskreislauf zum der Ventilstössel 10 vom Ventilsitz 9 abgehoben, so dass Un-

Überschäumen bringen. Dadurch kann über die Druckaus- terdruckseite 11 und Absperrseite 13 der Leitung miteinander gleichsleitung Flüssigkeit in das Gehäuse zurückfliessen, was verbunden sind. Sobald auf der Unterdruckseite 11 ein Unter-

inbesondere bei trockenlaufenden Kolbenverdichtern aus druck auftritt, presst der Atmosphärendruck die Membrane 8

Gründen der Betriebssicherheit unter allen Umständen ver- 15 gegen die Kraft der Druckfeder 15 nach unten, so dass sich mieden werden muss. die Stirnseite 20 des Ventilstössels 10 dichtend an den Ventil-

Es ist bereits bekannt, zum Verhindern des Rückfliessens sitz 9 anlegt. Um absolute Dichtheit zu gewährleisten, ist in von Flüssigkeit in das Gehäuse bei der Inbetriebnahme einen die Stirnseite des Ventilstössels ein Dichtungsring 27 eingelas-manuell betätigbaren Han in die Ablaufleitung einzubauen, sen. Auf diese Weise wird die Durchflussöffnung 24 abge-so dass keine Flüssigkeit zurückfliessen kann. Diese Anord- 20 sperrt, so dass in Pfeilrichtung A in der Leitung keine Gas-nung hat jedoch den Nachteil, dass der Han für jeden Eva- oder Flüssigkeitsströmung erfolgen kann. Auch bei geschlos-kuierungsvorgang betätigt werden muss. Dies wird jedoch oft senem Ventil ist die Membrane 8 über die Bohrung 17 dem vergessen oder der Hahn wird nicht im richtigen Moment ge- Unterdruck ausgesetzt. Sobald sich der Unterdruck auf der schlössen, so dass die beschriebenen Nachteile trotzdem auf- Unterdruckseite 11 abbaut, presst die Druckfeder 15 die treten. Falls während des Betriebes von der Verbraucherseite 25 Membrane 8 wieder nach oben, so dass das Ventil öffnet und her zufällig und unbeabsichtigt ein Unterdruck im Gehäuse die Durchflussöffnung 24 wieder freigegeben wird. Die geentsteht, nützt der Hahn ausserdem nichts da in der Regel kei- wünschte Druckdifferenz gegenüber der Atmosphäre kann ne Zeit mehr verbleibt ihn zu schliessen. beispielsweise mit einer Stellschraube 16 an der Druckfeder 15

Beim erfindungsgemässen Gaskolbenverdichter mit dem eingestellt werden.

Membranabsperrventil wird das Gehäuse des Kolbenverdich- 30

ters nicht nur beim Anlegen eines Vakuums, sondern auch Der in Figur 2 schematisch dargestellte Kolbenverdichter beim zufälligen Auftreten eines Unterdruckes während des mit einem Membranabsperrventil hat folgende Funktions-

Betriebes auf einfachste Weise und zuverlässig abgedichtet. weise. Der Kolbenverdichter 1 hat eine Antreibswelle 19, wel-

Die Absperrung erfolgt vorzugsweise automatisch in direkter che mit einer Dichtpartie 2 gegenüber dem Gehäuse 4 abge-

Abhängigkeit vom Unterdruck im Gehäuse. Dadurch wird- 35 dichtet ist. Die Dichtpartie kann beispielsweise eine Gleitring-

die Betriebssicherheit der gesamten Anlage beträchtlich er- dichtung herkömmlicher Bauart enthalten. Zum gasdichten höht, da eine Betätigung oder Überwachung durch das Bedie- Absperren des Gehäuses 4 gegenüber der Atmosphäre und nungspersonal nicht mehr erforderlich ist. zum Kühlen der Dichtpartie wird diese von einem Flüssig-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeich- keitskreislauf 3 umströmt. Die Flüssigkeit gelangt von einem nungen dargestellt und wird anschliessend näher beschrieben, «o Flüssigkeitsbehälter 12 an die Dichtpartie 2. Eine Druckaus-

Es zeigen: gleichleitung 5 zwischen dem Gehäuse 4 und dem Flüssig-

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Membranabsperrventil keitsbehälter 12 sorgt dafür, dass die zwischen dem Flüssig-

gemäss der Erfindung, und keitskreislauf 3 und dem Gehäuse 4 liegenden Dichtungsringe

Fig. 2 die schematische Darstellung eines Gaskolbenver- 21 bei normalem Betriebsdruck entlastet werden. In die dichters mit einem Membranabsperrventil. « Druckausgleichleitung 5 ist das Membranabsperrventil 6 ein-

Das Membranabsperrventil besteht im wesentlichen aus gebaut. Beim auftreten eines Unterdrucks im Gehäuse 4 einem Ventilgehäuse 7, einer Membrane 8 und einem etwa zy- schliesst das Membranabsperrventil 6 automatisch, so dass lindrischen Ventilstössel 10. Der Betätigungsmechanismus die Druckausgleichleitung 5 unterbrochen wird. Dadurch des Ventils ist von der Ventilkammer mit einer Dichtungs- wird zuverlässig verhindert, dass die aufschäumende Flüssigscheibe 14 abgetrennt. Die Membrane ist auf einer Seite über so keit im Behälter 12 über die Druckausgleichleitung 5 in das eine Öffnung 18 mit der Atmosphäre verbunden. Auf der an- Gehäuse 4 eindringen kann. Bei erreichen des normalen Bederen Seite der Membrane liegt eine Druckfeder 15 an, so dass triebsdruckes gibt das Membranabsperrventil 6 die Drucksich die Membrane beim Auftreten eines geringen Unter- ausgleichleitung 5 wieder frei. Die Verwendung des Mem-drucks in der Leitung bzw. im Durchflusskanal 24 nicht so- branabsperrventils bedeutet eine Entlastung des Bedienungsfort verformt. Die Anpresskraft ist durch verschieden starke 55 personals und ausserdem eine erhebliche Steigerung der Be-Druckfedern 15 oder auch mittels einer Vorspanneinrichtung triebssicherheit des Kolbenverdichters.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

649143 2 PATENTANSPRÜCHE Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Membranab-

1. Membranabsperrventil mit einem Durchflusskanal Sperrventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches (24), zum Sperren einer Leitung beim Auftreten eines unter bei einfacher Bauweise eine optimale Betriebssicherheit ge-dem Atmosphärendruck liegenden Leitungsdruckes, dadurch währleistet und welches insbesondere als Rückschlag-Ventil gekennzeichnet, dass das Membranabsperrventil eine Mem- 5 eingesetzt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsge-brane (8) aufweist, welche dazu bestimmt ist, auf einer Seite mäss durch ein Membranabsperrventil gelöst, welches die dem Atmosphärendruck und auf der anderen Seite über den Merkmale im Kennzeichen von Anspruch 1 aufweist. Da-Durchflusskanal dem Leitungsdruck ausgesetzt zu werden durch sind ersichtlicherweise keine zusätzlichen Einrichtun-und dass die Membrane mit einem Ventilstössel (10) verbun- gen zum Messen der Druckdifferenz zwischen Atmosphäre den ist, dessen Stirnseite (20) zum Absperren des Durchfluss- 10 und Leitung erforderlich. Die Membrane wird bei einer ent-kanals (24) dichtend an einen Ventilsitz (9) pressbar ist. sprechenden Druckdifferenz verformt, so dass mit dieser Be-

2. Membranabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch ge- wegung eine Ventilbetätigung möglich ist. Dadurch entfallen kennzeichnet, dass es von einer auf der Durchflusskanalseite auch separate Stellorgane. Je grösser die Druckdifferenz ist, an der Membrane anliegenden Druckfeder (15) in Öffnungs- desto stärker wird die Stirnseite des Ventilstössels gegen den position gehalten ist. is Ventilsitz gepresst.

3. Membranabsperrventil nach Anspruch 2, dadurch ge- Wenn das Membranabsperrventil von einer auf der kennzeichnet, dass der Schliessdruck durch eine Vorspannein- Druckflusskanalseite an der Membrane anliegenden Druckfe-richtung (16) an der Druckfeder justierbar ist. der in Öffnungsposition gehalten ist, kann in der Leitung ein

4. Membranabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch ge- bestimmter Unterdruck vorhanden sein, ohne dass das Ventil kennzeichnet, dass der Ventilstössel etwa zylindrisch ausge- 20 betätigt wird. Besonders vorteilhaft kann das Membranabbildet ist und an seiner Aussenwand (22) zwischen Durch- Sperrventil den entsprechenden Bedürfnissen angepasst wer-flusskanal und Membrane abgedichtet ist. den, wenn der Schliessdruck durch eine Vorspanneinrichtung

5. Membranabsperrventil nach Anspruch 4, dadurch ge- an der Druckfeder justierbar ist. Unter bestimmten Umstän-kennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Durchfluss- den ist es auch vorteilhaft, auf der Atmosphärenseite eine kanal (24) und der Membrane (8) über eine von der Stirnseite 25 Druckfeder anzuordnen. Damit kann die Schliessbewegung (20) des Ventilstössels (10) ausgehende Bohrung (17) herge- unterstützt werden. Eine besonders einfache Bauweise für das stellt ist, welche mit einer zur Unterdruckseite des Durchfluss- Membranabsperrventil ergibt sich wenn der Ventilstössel et-kanals gehörenden Öffnung (25) im Ventilsitz (9) dichtend wa zylindrisch ausgebildet ist und an seiner Aussenwand zwi-verbindbar ist. sehen Durchflusskanal und Membrane abgedichtet ist, und

6. Gaskolbenverdichter mit einem Membranabsperrventil 30 wenn die Verbindung zwischen dem Durchflusskanal und der nach Anspruch 1 mit wenigstens einer Dichtpartie (2) an der Membrane über eine von der Stirnseite des Ventilstössels ausAntriebswelle (19) und mit einem Flüssigkeitskreislauf (3) an gehende Bohrung hergestellt ist, welche mit einer zur Unter-der Dichtpartie zum gasdichten Absperren zwischen dem Ge- druckseite des Durchflusskanals gehörenden Öffnung im häuse (4) des Kolbenverdichters und der Atmosphäre und/ Ventilsitz dichtend verbindbar ist. Der Ventilstössel, der oder zum Kühlen der Dichtpartie, sowie mit einer Druckaus- 35 gleichzeitig die Funktion einer Ventilspindel übernimmt; gleich-Leitung (5) zwischen dem Gehäuse und dem Flüssig- sperrt dadurch nicht nur den Durchflusskanal, sondern dich-keitskreislauf zur Druckentlastung der zwischen Gehäuse und tet in Schliessposition auch die Leitung gegenüber der Mem-Flüssigkeitskreislauf liegenden Dichtungsringe (21), wobei brane ab. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Mem-das Membranabsperrventil, in der Druckausgleichleitung (5) brane bei normalem Betriebsdruck von der Leitungsseite her angeordnet, bei einem Unterdruck im Gehäuse das Eindrin- 40 von einem Gas beaufschlagt wird und wenn beim Auftreten gen von Flüssigkeit in das Gehäuse verhindert. eines Unterdruckes in der Leitung die Gefahr bestünde, dass

7. Gaskolbenverdichter nach Anspruch 6, dadurch ge- durch diese Leitung eine Flüssigkeit angesaugt wird. Das Einkennzeichnet, dass das in der Druckausgleichleitung (5) ange- dringen von Flüssigkeit in den Membranraum wird damit zuordnete Membranabsperrventil (6) dazu bestimmt ist, bei ei- verlässig verhindert. Durch die stirnseitige Bohrung im Ven-nem vorbestimmbaren, vom Atmosphärendruck abweichen- 45 tilstössel bleibt die Membrane jedoch so lange dem Unter-den Unterdruck im Gehäuse (4) die Verbindung zwischen Ge- druck ausgesetzt bzw. bleibt das Ventil so lange geschlossen, häuse und Flüssigkeitskreislauf (3) zu unterbrechen. bis der Druck in der Leitung wieder auf einen vorbestimmbaren Wert angestiegenist.