DE2202959A1 - Hilfsgesteuertes sicherheitsventil - Google Patents
Hilfsgesteuertes sicherheitsventilInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
- F16K17/04—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
- F16K17/10—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with auxiliary valve for fluid operation of the main valve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Safety Valves (AREA)
Description
DIpL-fn-. rr.
■' -τ:
233-18.188Ρ(18.189H) 21. 1. 1972
ZVU Chemicka a potravinarska zarizeni,
narodni podnik, Hradec Kralove (CSSR)
Di· Erfindung bezieht sich auf ein hilfegesteuertes
Sicherheitsventil fUr Druckräume mit einem Hauptventil, dessen Kopf mit einem in einem Zylinderraum gelagerten
Kolben fest verbunden ist, und mit einem Hilfsventil, das ein in einer Kammer versetzbar gelagertes, unter Federoder Gewichtebelastung stehendes Abschlußglied aufweist.
Bei solchen Sicherheitsventilen ist die Kammer mit einer mit dem Druckraum verbundenen Einlaßöffnung und mit
einer mit dem Zylinderraum verbundenen Verbindungsöffnung versehen. Das Abschlußglied, das als ein Ventilkegel oder
ein Kolben ausgebildet ist, ist durch die Feder- oder Ge-
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wichtsbelastung in einer Ausgangsstellung gehalten, in der
es an der Einlaßöffnung anliegt und diese abschließt. Nach Erreichen des zulässigen Höchstdruckes im Druckraum hebt
sich das Abschlußglied unter Wirkung des im Druckraum befindlichen Druckmittels ab, wodurch im Inneren der Kammer
eine Durchflußverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Verbindungsöffnung freigegeben wird. Das Druckmittel dringt
aus dem Druckraum über die Einlaßöffnung durch den Innenraum der Kammer und durch die Verbindungsöffnung in den
Zylinderraum ein und betätigt den im Zylinderraum gelagerten Kolben. Infolge der Axialbewegung des Kolbens wird der
Kopf des Hauptventils angehoben, und das Druckmittel entweicht aus dem Druckraumo Nach Absinken des Druckes im
Druckraum wird das Abschlußglied unter Wirkung der Feder« oder Gewichtsbelastung in die Ausgangsstellung gebracht,
und die Durchflußverbindung zwischen dem Druckraum und dem Zylinderraum wird unterbrochen, was die Axialbewegung des
Kolbens mit dem Ventilkopf in entgegengesetzter Richtung und das Schließen des Hauptventils zur Folge hat.
Bei den bekannten derartigen Sicherheitsventilen (vgl. Dt-PS 483 311, US-PS 2 4O8 708 und 2 955 612 und GB-PS
816 390) stellen die Durchflußwege zwischen dem Druckraum
und dem Zylinderraum ein mehr oder weniger geschlossenes System dar, so daß das Abschlußglied fast ausschließlich
durch statische Kräfte betätigt wird* Das hat zur Folge,
daß die Änderungen der Lage des Abschlußglieds in relativ langen Zeitabschnitten verlaufen. Dieser Nachteil 1st bei
den als Kolben ausgebildeten Abschlußgliedern durch Reibungswiderstände noch gesteigert. Dadurch wird das Öffnen
oder Schließen des Hauptventils verzögert, und es kann am
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Anfang des Öffnens des Hauptventils zu einer weiteren Steigerung
des Druckes kommen» Den Druckraum enthaltende Druckbehälter
müssen daher unter Berücksichtigung einer möglichen Überhöhung des Druckes dimensioniert werden, was ihre
Konstruktion als auch die Fertigungskosten nachteilig beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei
dem teilweise geöffneten Hauptventil der Ventilkopf und der Sitz des Ventilkopfes durch die Strömung des entweichenden
Druckmittels abgeschliffen werden« Dadurch wird
die Funktion des Sicherheitsventils schnell verschlechtert
und seine Lebensdauer verkürzt.
Ee ist daher Aufgabe der Erfindung» die erwähnten Nachteile zu beseitigen und ein hilfsgesteuertes Sicherheitsventil zu schaffen, dessen Hauptventil betriebssicher ist
und nach Erreichen vorausbestiramter Druckgrenzen sich ohne
Verzögerung vollkommen öffnet oder schließt»
Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsventil ist diese
Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kammer mit einer mit der Atmosphäre verbundenen Auslaßöffnung versehen iste die
durch das Abschlußglied geschlossen ist, wenn sich dieses nach Abheben aus seiner Ausgangsstellung in einer entgegengesetzten Stellung befindet, und daß in der Kammer ein
freier Durchgang zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung bei jeder Stellung des Abschlußgliedes, ausgenommen dessen Ausgangsstellung und entgegengesetzte Stellung, vorgesehen ist.
Die Erfindung wird dadurch weitergebildet, daß der
Querschnitt des Oberflächenteils des Abschlußglieds8 mit-
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-U-
tele dem die Auslaßöffnung geschlossen wird, größer ist
als der Querschnitt des Oberflächenteils des Abschlußglieds, mittels dem die Einlaßöffnung geschlossen wird,
und kleiner ist als der maximale Querschnitt des Abschluß« glieds.
Mit Vorteil sind am Abschlußglied der Einlaßöffnung
und der Auslaßöffnung zugekehrte Anschlagringe angeordnet, die gegebenenfalls auch an der Innenwand der Kammer vorgesehen sein können.
Im Gegensatz zu den bekannten Sicherheitsventilen erfolgt die Verstellung des Abschlußglieds in der Kammer
nicht nur durch statische Kräfte, sondern vorwiegend durch dynamische Kräfte, die durch Strömung des Druckmittels
zwischen der Eintrittsöffnung und der Auslaßöffnung ent»
stehen. Diese dynamischen Kräfte verursachen ein sofortiges und vollkommenes Abheben des Abschlußglieds, so daß
die Entlastung des Druckraumes über das Hauptventil in einem kurzen Zeitintervall vollzogen wird und die Gefahr einer weiteren Erhöhung des Druckes beseitigt ist ο Auf ähnliche Weise schließt sich das Hauptventil nach Sinken de *
Druckes Im Druckraum schnell und vollständige Die durch
das #rfindungsgemäße Sicherheitsventil gesicherten Druckbehälter brauchen daher bezüglich des Drucks, der am Anfang des Öffnens des Hilfsventils bzw. des Hauptventils im
Druckraum existiert, nicht im Hinblick auf einen möglichen höheren Druck dimensioniert werden. Der Verschleiß des
Ventilkopfes und seines Sitzes ist auf ein Minimum reduziert, und die Lebensdauer der Einrichtung wird verlängert,
Durch eine zweckmäßige Wahl der Größe der Druckflächen de ^ Abschlußglieds, die mit dem Druckmittel bzwo mit der Ai
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moSphäre In Berührung kommen, der Druckkraft der Feder
oder des Gewichts oder der Querschnitte der Durchflußwege in der Kammer können die Druckgrenzen, bei denen es zum
Öffnen oder zum Schließen des Hauptventils kommt, genau bestimmt werden. Die Erfindung ermöglicht, das Abschlußglied so auszubilden, daß es die Seitenwand der Kammer
nicht berührt oder nur mit einem Teil seines Umfanges, was die ungünstige Wirkung der Reibungswiderstände vermindert oder ganz beseitigt.
In der aus einer einzigen Figur bestehenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sicherheitsventils dargestellt.
In einem Ventilkörper 1 ist ein mit einem Druckraum verbundener Einlaßraum 2 und ein mit der Atmosphäre verbundener Auslaßraum 3 vorgesehen, Die beiden Räume 2, 3
sind durch eine Austrittsöffnung h verbunden, die mit einem Ventilsitz 5 versehen ist und durch einen Kopf 6 des
Hauptventils abgeschlossen wird» An den Ventilkopf 6 schließt «ich ein Schaft 7 an, der durch eine Öffnung 26
in einen im Ventilkörper 1 ausgebildeten Zylinderraum 9 hineinragt. Im Zylinderraum 9, dessen Querschnitt den des
Ventilkopfes 6 übersteigt, ist ein mit dem Schaft 7 verbundener Kolben 8 verschiebbar gelagerte
Das Hilfsventil ist mit einer zylindrischen Kammer 11 versehen, die im Ventilkörper 1 senkrecht angeordnet
ist. In der Seitenwand 19 der Kammer 11 ist eine Verbindungsöffnung 2k vorgesehen, die über einen Verbindungskanal 10 mit den Zylinderraum 9 verbunden ist. In der unteren
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Stirnwand 20 der Kammer 11 ist eine Einlaßöffnung 22 angeordnet,
die mittels -eines Einlaßkanals 12 mit dem Einlaßraum 2 in Verbindung steht. In der oberen Stirnwand 21 der
Kammer 11 befindet sich eine Auslaßöffnung 23, die mittels
eines Auslaßkanals 13 mit dem Innenraum einer Büchse 30
und durch eine in der Wand der Büchse 30 angeordnete Öffnung 25 mit der Atmosphäre verbunden ist.
In der Kammer 11 ist ein zylinderförmiges Abschlußglied
14 gelagert, das in Axialrichtung versetzbar angeordnet
ist und einen kleineren Querschnitt aufweist als die Kammer 11. Zwischen der Seitenwand I9 der Kammer 11
und dem Abechlußglied lh ist ein Zwischenraum vorgesehen,
so daß die Verbindungsöffnung 2k bei jeder Stellung des Abschlußglieds \k mit dem Innenraum der Kammer 11 verbunden isto An der unteren Stirnseite des Abschlußglieds \k
ist koaxial mit der Einlaßöffnung 22 ein Anschlagring angeordnet« Ein ähnlicher Anschlagring I6 ist an der oberen Stirnseite des Abschlußglieds \k koaxial mit der Auslaßöffnung 23 vorgesehen. Der obere Anschlagring J6 hat
einen größeren Querschnitt als der untere Anschlagring 15» und der maximale Durchmesser des Abschlußglieds 14
ist größer als der des oberen Anschlagringes 16.
Durch die Auslaßöffnung 23 greift in die Kammer 11
ein Stift 17 hinein, der mit einem Ende auf dem Abschlußglied 14 aufliegt und mit dem anderen Ende mit einer in
der Büchse 30 angeordneten unteren Stutzplatte 27 fest verbunden ist. Zwischen der unteren Stützplatte 27 und einer
gleichfalls in der Büchse 30 angeordneten oberen StÜtzplatte
28 befindet sich eine Druckfeder I8. Die Wirkung
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der Druckfeder 13 kann mittels einer im Deckel 29 der Büchse
30 angeordneten und auf die Stützplatte 28 aufliegenden Stellschraube 31 verstellt werden.
Während des Betriebes wirkt das im Druckraum und im Eintrittsraum 2 befindliche Druckmittel auf das Abschlußglied
^h und auf den Ventilkopf 6„ Solange der Druck des
Druckmittels die zulässige Grenze nicht überschreitet, wird
der Ventilkopf 6 unter Wirkung des Druckmittels gegen den
Sitz 5 gedrückt und schließt die Austrittsöffnung k. Das
unter dem Feder- und Atmosphärendruck stehende Abschlußglied \k befindet sich in der Ausgangsstellung, wie in der
Zeichnung dargestellt ist» und schließt die Einlaßöffnung 22. Der Querschnitt des Oberflächenteils des Abschlußglieds
14, mittels dem die Einlaßöffnung 22 abgeschlossen
wird, gleicht der durch den Anschlagring 15 begrenzten
Fläche. Falls der Druck im Einlaßraum 2 die zulässige
Höchstgrenze überschreitet, wird die Kraft, die durch
die Druckfeder 18 und durch den Atmosphärendruck auf das Abschlußglied 1U ausgeübt wird, durch die Kraft überwunden, die andererseits durch die Wirkung des Druckmittels auf das Abschlußglied \k entsteht, und das Abschlußglied 1 *+ wird aus seiner Ausgangsstellung abgehobene In diesem Augenblick beginnt das Druckmittel, aus dem Einlaßraum 2 über den Einlaßkanal 12 und die Einlaßöffnung 22 in die
Kammer 11 zu strömen» Das strömende Druckmittel dringt
durch die Verbindungsöffnung 2k und den Verbindungskanal 10 in den Zylinderraum 9 unter den Kolben 8 ein und gleichzeitig strömt es um das Abschlußglied I^ über die Auslaßöffnung 23« den Auslaßkanal 13, den Innenraum der Büchse 30 und die Öffnung 25 in die Atmosphäre„ Unter Wirkung der
Fläche. Falls der Druck im Einlaßraum 2 die zulässige
Höchstgrenze überschreitet, wird die Kraft, die durch
die Druckfeder 18 und durch den Atmosphärendruck auf das Abschlußglied 1U ausgeübt wird, durch die Kraft überwunden, die andererseits durch die Wirkung des Druckmittels auf das Abschlußglied \k entsteht, und das Abschlußglied 1 *+ wird aus seiner Ausgangsstellung abgehobene In diesem Augenblick beginnt das Druckmittel, aus dem Einlaßraum 2 über den Einlaßkanal 12 und die Einlaßöffnung 22 in die
Kammer 11 zu strömen» Das strömende Druckmittel dringt
durch die Verbindungsöffnung 2k und den Verbindungskanal 10 in den Zylinderraum 9 unter den Kolben 8 ein und gleichzeitig strömt es um das Abschlußglied I^ über die Auslaßöffnung 23« den Auslaßkanal 13, den Innenraum der Büchse 30 und die Öffnung 25 in die Atmosphäre„ Unter Wirkung der
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dynamischen Kräfte, die durch Strömung des Druckmittels zwischen der Einlaßöffnung 22 und der Auslaßöffnung 23
hervorgerufen werden, wird das Abschlußglied Ik schnell
in eine entgegengesetzte Stellung gebracht, die durch die obere Stirnwand 21 begrenzt 1st. In dieser Stellung schließt
das Abschlußglied ^k die Auelaßöffnung 23, wobei der Querschnitt des Oberflächenteils des Abschlußglieds 14 mittels
dem die Auslaßöffnung 23 abgeschlossen wird, der durch den
Anschlagring 16 begrenzten Fläche gleicht und größer ist als der Querschnitt des Oberflächenteils des Abschlußgliedes 14, mittels dem die Einlaßöffnung 22 in der Ausgangsstellung des Abschlußglieds Ik abgeschlossen wird» Durch
Schließen der Auslaßöffnung 23 wird die Strömung des Druckmittels von der Einlaßöffnung 22 zur Auslaßöffnung 23 unterbrochen, während die Durchflußverbindung zwischen der Einlaßöffnung 22 und der Verbindungsöffnung Zk weiter frei ist.
Die Wirkung des Druckmittels auf den Kolben 8, dessen Querschnitt größer 1st als der des Ventilkopfes 6, verursacht
eine Verschiebung des Kolbens 8 und ein Abheben des Ventil» kopfes 6 von dem Sitz 5» Dadurch wird die Austrittsöffnung
k geöffnet, und das Druckmittel entweicht aus dem Druckraum über den Einlaßraum 2 und den Auslaßraum 3 in die Atmosphäre. Sobald der Druck im Druckraum auf die vorausbestimmte Grenze sinkt, überwindet die gemeinsame Wirkung
des Atmosphärendruckeβ und der Druckfeder 18 den Druck des
auf das Abschlußglied Ik von der anderen Seite wirkenden
Druckmittels, und das Abschlußglied }k kehrt in seine Ausgangsstellung zurück. Gleichzeitig wird der Durchflußweg
zwischen der Einlaßöffnung 22 und der Verbindungsöffnung
Zk unterbrochen, und das Druckmittel entweicht aus dem Zylinderraum 9 über den Verbindungskanal 10, die Kammer 11
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und die Auelaßöffnung 23 in die Atmosphäre. Infolge des
Druckabfalls im Zylinderraum 9 wird der Ventilkopf 6 unter Wirkung des im Einlaßraum 2 befindlichen Druckmittels
gegen den Sitz 5 verschoben, und die Austrittsöffnung k
wird abgeschlossen.
Dieses erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden. Statt einer Druckfeder 18 kann das Abschlußglied lh mittels eines Gewichts
belastet warden. Das Abschlußglied '\k kann auch In einer
anderen Form als in der Form eines Zylinders ausgebildet sein. Es kann zum Beispiel eine dreieckige Querschnittsform aufweisen. Es kann auch in der Kammer M verschiebbar gelagert werden, wobei es die Seitenwand 19 teilweise
oder mit seinem ganzen Umfang berührt» In diesem letzteren Fall sind in dem Abschlußglied '\k axiale Kanäle vorgesehen,
um den Durchfluß des Druckmittels zwischen der Einlaßöffnung 22 und der Auslaßöffnung 23 zu ermöglichen«
Da die auf die eine oder andere Seite des Abschlußglieds 14 durch das Druckmittel ausgeübte Kraft nicht durch
die Form, sondern auch durch den Querschnitt des mit dem Druckmittel in Berührung kommenden Oberflächenteils des Abschlußglieds lh bestimmt ist, ist es nicht notwendig, die
Stirnseiten des Abschlußglieds lh als ebene Flächen auszubilden. Zum Beispiel kann man die der Auslaßöffnung 23 zugekehrte Stirnseite des Abschlußglieds 1h mit einer Aussparung für den Stift 17 versehen. Die Kammer 11 kann verschiedenartig ausgestaltet sein. Sie kann zum Beispiel einen veränderlichen Querschnitt haben, oder sie kann auch
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knieartig gebogen sein, während das Abschlußglied Ik ausschwenkbar, zum Beispiel mittels eines Zapfens, in der Kam
mer 11 angeordnet ist. Es ist auch möglich, die Anschlagringe 15» 16 statt auf dem Abschlußglied 14 an den Stirnwänden 20, 21 anzuordnen.
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Claims (1)
- 2207959PatentansprücheI 1./ Hilfsgesteuertes Sicherheitsventil für Druckräume, mit einem Hauptventil, dessen Kopf mit einem in einem Zylinderraum gelagerten Kolben fest verbunden ist, und mit einem Hilfsventil, das ein in einer Kammer versetzbar gelagertes, feder- oder gewichtsbelastetes Abschlußglied aufweist, das in seiner Ausgangsstellung eine in der Kammer angeordnete und mit dem Druckraum verbundene Einlaßöffnung schließt, sich unter Wirkung des im Druckraum befindlichen Druckmittels nach Erreichen des zulässigen Hochs+druckes abhebt und nach dem Abheben im Innenraum der Kammer eine Durchflußverbindung zwischen der Einlaßöffnung und einer in der Kammer angeordneten, mit dem Zylinderraum verbundenen Verbindungsöffnung freigibt, dadurch gekennzeichnet , daß die Kammer (11) mit einer mit der Atmosphäre verbundenen Auslaßöffnung (23) versehen ist, die durch das Abschlußglied OM geschlossen ist, wenn sich dieses nach Abheben aus seiner Ausgangsstellung in einer entgegengesetzten Stellung befindet, und daß in der Kaqmer (11) ein freier Durchgang zwischen der Einlaßöffnung (22) und der Auslaßöffnung (23) bei jeder Stellung dee Abschlußgliedes (i4), ausgenommen dessen Ausgangsstellung und entgegengesetzten Stellung, vorgesehen ist.2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1s dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Oberflächenteils des Abschlußglieds (tk), mittels dem die Auslaßöffnung (23) geschlossen wird, größer ist als der Querschnitt des Oberflächenteils des Abschlußglieds ( 1 4) , mittels dem die EIn-309831 /0101laßöffnung (22) geschlossen wird, und kleiner ist als der maximale Querschnitt des Abschlußglieds (iU).3· Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2t dadurch gekennzeichnet, daß am Abschlußglied ( 1 *0 der Einlaßöffnung (22) und der Auslaßöffnung (23) zugekehrte Anschlagringe (15» 16) angeordnet sind.k. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der Kammer (11) die Einlaßöffnung (22) und die Auslaßöffnung (23) umgebende Anschlagringe (i5t 16) angeordnet sind.5. Sicherheitsventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußglied 0Ό einen kleineren Querschnitt hat als die Kammer (11)06. Sicherheitsventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß im Abschlußglied (1*0 in Axialrichtung durchlaufende Kanäle vorgesehen sind.ORtGfNAL INSPECTED
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722202959 DE2202959A1 (de) | 1972-01-21 | 1972-01-21 | Hilfsgesteuertes sicherheitsventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722202959 DE2202959A1 (de) | 1972-01-21 | 1972-01-21 | Hilfsgesteuertes sicherheitsventil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2202959A1 true DE2202959A1 (de) | 1973-08-02 |
Family
ID=5833693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722202959 Pending DE2202959A1 (de) | 1972-01-21 | 1972-01-21 | Hilfsgesteuertes sicherheitsventil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2202959A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0364397A1 (de) * | 1988-10-13 | 1990-04-18 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Einrichtung zum Steuern eines Sicherheitsventils |
WO2005118225A1 (de) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Hohmann Joerg | Schalteinrichtung für ein hydraulisches hochdrucksystem |
-
1972
- 1972-01-21 DE DE19722202959 patent/DE2202959A1/de active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0364397A1 (de) * | 1988-10-13 | 1990-04-18 | GebràDer Sulzer Aktiengesellschaft | Einrichtung zum Steuern eines Sicherheitsventils |
CH675901A5 (de) * | 1988-10-13 | 1990-11-15 | Sulzer Ag | |
US4977925A (en) * | 1988-10-13 | 1990-12-18 | Sulzer Brothers Limited | Safety valve |
WO2005118225A1 (de) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Hohmann Joerg | Schalteinrichtung für ein hydraulisches hochdrucksystem |
US7704055B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-04-27 | Hohmann Joerg | Switching device for a hydraulic high-pressure system |
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