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Vorrichtung zum Steuern eines hilfsgesteuerten Sicherheitsventiles.
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Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Steuern eines Sicherheitsventiles
zum Gegenstand, das durch Hilfssteuerventile betätigt wird. Es ist bekannt, diese
Hilfssteuerventile durch ein in der Zuleitung vorgeschaltetes Umschaltventil wechselweise
zu schließen. Diese Anordnung verfolgt den Zweck, Fehler in einem Hilfssteuerventil
zu beheben, ohne die Arbeitsweise der Gesamtanlage unterbrechen zu müssen. Es genügt,
das fehlerhafte Hilfssteuerventil abzusperren und die Steuerung des Hauptventiles
durch das zweite Hilfssteuerventil vorzunehmen.
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Es kommen Hilfssteuerventile zur Anwendung, welche die gleiche Ausgestaltung
und Anordnung haben und als federbelastete Ventile ausgestaltet sind. Ihre Verschlußstücke
stehen unter Federbelastungen und dichten gegen den Druck des Betriebsmittels. Solche
Ventile befinden sich immer in einem labilen Gleichgewichtszustand. Der Schließdruck
der
Dichtungsflächen ist daher sehr gering. Das hat zur Folge, daß diese Sicherheitsventile
bzw. Steuerventile nach beendetem Abblasevorgang undicht werden.
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Aus diesem Grunde wurde bereits der Vorschlag gemacht, die Steuerventile
ebenfalls mit einem Fremdmittel zu steuern, um auf den Absperrsitzen der Steuerventile
einen genügend hohen Dichtungsdruck erzielen zu können.
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Diese Vorrichtungen sind aber allein behördlich nicht zugelassen,
da die Gefahr besteht, daß das Steuermittel ausbleibt und die Sicherheitsventile
nicht in Tätigkeit treten können.
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Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, diese geschilderten
Nachteile und Schwierigkeiten auf einfachste Weise zu beheben. Ihr Wesen wird insbesondere
darin gesehen, daß in Betschaftsstellung über das Umschaltventil beide Hilfssteuerventile
mit der zum Hauptventil führenden Leitung in offener Verbindung stehen, von denen
entgegen dem Druck des Betriebsmittels das eine Steuerventil als ein durch einen
Kraftspeicher schließendes Hilfssteuerventil und das andere Hilfssteuerventil als
ein durch Fremdsteuerung öffnendes Absperrventil ausgestaltet ist, wobei das kraftspeicherbelastete
Steuerventil gegenüber dem fremdgesteuerten Steuerventil auf einen höheren Betriebsdruck
anspricht.
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Die federbelasteten Steuerventile bleiben dicht, wenn sie nicht in
Tätigkeit treten müssen. Man kann nun eine Kombination wählen, die es gestattet,
das eigentliche Betriebssteuerventil durch Fremdmittel zu steuern und parallel dazu
ein federbelastetes Steuerventil zu bauen, welches nur im Notfall, nämlich bei Versagen
des fremdgestnuerten Steuerventiles in Tätigkeit tritt. Man verwendet zu diesem
Zweck das bekannte Umschaltventil, auf dem zwei Steuerventile untergebracht sind.
Das eine Steuerventil wird als normales, federbelastetes Steuerventil ausgeführt,
und das zweite Steuerventil wird als fremdbetätigtes Steuerventil ausgeführt. Das
Umsteuerventil muß im Betriebszustand so stehen, daß beide Ventile in Betriebsbereitschaft
sind. Das fremdgesteuerte Steuerventil wird beispielsweise durch einen Magnet betätigt,
der wiederum durch ein Kontaktmanometer in Tätigkeit gesetzt wird. Bei dieser Schaltung
ist es vorteilhaft, daß man das federbelastete Steuerventil mit seinem Ansprechdruck
etwas höher einstellt als der erforderliche Sollwert des Abblasedruckes. Wenn bei
einer solchen Schaltung der Sollwert erreicht ist, öffnet erst das fremdbetätigte
Steuerventil durch das in Funktion tretende Kontaktmanometer, das fremdbetätigte
Steuerventil öffnet den Dampfstrom zum hilfsgesteuerten Sicherheitsventil, und dieses
wird durch diesen Dampfstrom geöffnet.
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Da bei dieser Schaltung die Sicherheit gegeben
ist,
daß bei Versagen des fremdbetätigten Steuerventiles das konventionelle federbelastete
Steuerventil in Tätigkeit treten kann, so entspricht diese Kombination den behördlichen
Forderungen. Der Vorteil ist aber immer vorhanden, daß als Betriebsventil das durch
hohen Schließdruck dichtzuhaltende fremdbetätigte Ventil in Tätigkeit ist, während
das federbelastete nur als Bereitschaftsmittel ständig zur Verfügung steht.
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Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einer beispielsweisen
Ausführungsform schematisch dargestellt.
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An einer Hauptleitung 1 ist das hilfsgestauerte Sicherheitsventil
HS eingebaut, welches durch Hilfssteuerventile in Tätigkeit gesetzt wird. Diese
Steuerventile sind durch ein Umschaltventil 2 angeschlossen, das wechselseitig eines
der Hilfssteuerventile 3 bzw. 4 sperren kann. Diese Hilfssteuerventile 3 und 4 haben
durch die Leitungen 5 und 6 über Rückschlagventile 7 Verbindung mit dem zu steuernden
Hauptventil HS, das in der Hauptleitung 1 eingeschaltet ist.
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Es liegt im Sinne der Erfindung, das Umschaltventil 2 derart auszugestalten,
daß dessen Verschlußstück zwischen den Endstellungen einen Durchgang zu den Hilfssteuerventilen
3 und 4 gleichzeitig freiläßt. Das hat
zur Folge, daß in der Bereitschaftsstellung
beide Hilfssteuerventile 3 und 4 über das Umschaltventil 2 mit der Hauptleitung
gleichzeitig in offnner Verbindung stehen.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß das eine Hilfssteuerventil
als ein federbelastetes Steuerventil ausgestaltet ist, das entgegen dem Druck des
Betriebsmittels durch einen Kraftspeicher, z. B. einer Feder, in die Schließstellung
gedrückt wird, während das andere Hilfssteuerventil 4 als ein fremdgesteuertes Absperrventil
ausgestaltet ist, das sich entgegen dem Druck des Betriebsmittels öffnet, dadurch
wird dieses Hilfssteuerventil mit hohem Schließdruck immer dicht sein. Das federbelastete
Hilfssteuerventil spricht gegenüber dem fremdgesteuerten Hilfssteuerventil auf einen
einige Prozent höheren Bebriebsdruck an. Dadurch ist die Voraussetzung dafür gegeben,
daß sich das fremdgesteuerte Hilfssteuerventil bei Einstellen eines bestimmten Betriebsdruckes
öffnet und bei jedesmaligem Absinken des Betriebsdruckes mit Sicherheit schließt,
während das eine als federbelastetes Ventil ausgestaltete Hilfssteuerventil nur
dann zur Wirkung kommt, wenn das fremdgesteuerte Hilfssteuerventil aus irgendwelchen
betrieblichen Störungen ausfällt. Eine leichte Drucksteigerung der abzusichernden
Anlage kann unbeschadet für solche Sonderfälle in Kauf genommen werden.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das Hilfssteuerventil
4 als ein Magnetventil auszugestalten,
das durch einen Kontaktmanometer
9 der Hauptleitung 1 betätigt wird. Das Verschlußstück wird durch den Druck des
Betriebsmittels mit sehr hoher Kraft auf seinen Ventilsitz aufgedrückt und aufgepreßt,
so daß die eingangs geschilderten Unzulänglichkeiten bezüglich der Dichtheit aufgehoben
werden. Das Magnetventil wird durch das Kontaktmanometer so gesteuert, daß bei Erreichen
des Sollwertes das Verschlußstück entgegen dem Druck des Arbeitsmittels in die Offenstellung
gerissen und der Weg des Steuermittels zum Hauptventil geöffnet wird. Im ordnungsgemäßen
Betriebszustand sind beide Ventile, nämlich das Sicherheitsventil 3 und das fremdgesteuerte
Ventil 4 im Bereitschaftszustand durch ihre offene Verbindung mit der Hauptleitung
1 durch das Umschaltventil 2.
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Fällt aus irgendwelchen betrieblichen Störungen der elektrische Strom
zum Magnetventil 4 aus, so bleibt sein Verschlußstück in der Schließstellung. Dann
wirkt nunmehr das feder-bzw. gewichtsbelastete Hilfssteuerventil 3 als Steuerorgan
für das Haptventil. Das Magnetventil läßt sich bis zur Behebung der Störung absperren.
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Tritt während dieser Zeit eine Überschreitung des Sollwertes in der
Hauptleitung ein, so steuert zwangsläufig das federbelastete Hilfssteuerventil das
Hauptventil. Nach Beheben der Störungen im Magnetventil 4 wird seine Verbindung
zur Hauptleitung 1 zum Umschaltventil 2 wieder hergestellt.
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Das fremdgesteuerte, z. B. als Magnetventil, wie oben beschrieben,
ausgebildete Steuerventil kann auch aus Sicherheitsgründen so geschaltet werden,
daß dieses z. B. mit einem unter Dauerstrom stehenden Elektromagneten gegen den
Druck des Steuermittels mit großer Kraft geschlossen gehalten wird. Wenn der Solldruck
erreicht ist, wird der Magnet stromlos und das Steuerventil öffnet. Diese Schaltung
hat den großen Vorteil, daß das Ventil auch öffnet, wenn z. B. der Strom ausfällt,
so daß die Anlage gesichert ist. Als Steuermittel für die Fremdsteuerung kann, wie
hier beschrieben, elektrische Energie, aber auch Preßluft, Preßöl usw. Verwendung
finden.