DE2441886A1 - Umschalt- und kontrolleinrichtung fuer zentrale gas-versorgungsanlagen - Google Patents

Description

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PATENTANWALT £R.-ING. KLAUS DURM KARLSRUHE FELIX-MOTTL-STRASSE 1 a TELEFON 590455

B 1497/74

5. August 1974

BASI, Schober1 & Co, Rastatt
7550 Rastatt-Niederbühl
Mühlstraße 3
Postfach 7

Umschalt- und Kontrolleinrichtung für zentrale Gas-Versorgunqsanlaqen '

Es handelt sich im Folgenden um eine Umschalt- und Kontrolleinrichtung für zentrale Gas-Versorgungsanlagen, mit zwei an eine Mitteldruck-Versorgungsleitung angeschlossenen, zur wechselseitigen Gasentnahme vorgesehenen Batterien von Gasflaschen, die mittels je eines kraftbetätigten Absperrventiles zu- und abschaltbar und von einem Gasdruckwächter kontrolliert sind.

Die vorgeschlagene Einrichtung findet Anwendung in mittleren und größeren Industriebetrieben, welche zum Zwecke des autogenen Schweißens mit zentralen Gas-Versorgungsanlagen ausgestattet sind. Zweck der Neuerung ist die Erhöhung der Betriebssicherheit solcher Anlagen und die Einsparung von Arbeitskräften.

Zum autogenen Schweißen verwenden Kleinbetriebe Acetylengas-und Sauerstoffeinzelflaschen, welche von Hand an die Gas-

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und Sauerstoffverbraucher angeschlossen werden. Während eines Flaschenwechsels kann nicht geschweißt werden. Große Betriebe verwenden oft Kaltvergaser für das Speichern von Sauerstoff in Verbindung mit einem Karbidentwickler für die Herstellung von Acetylen, wobei eine volle Arbeitskraft zur Bedienung des letzteren erforderlich ist. Anstelle des Karbidentwicklers werden in zunehmendem Maße Flaschenbündel benutzt, das sind mehrere, zu einem Bündel zusammengefaßte Acetylengasflaschen, in welchen sich das Gas in Form von gelöstem Acetylen befindet und mit einem Druck von 18 bar entnommen werden kann. Diese Flaschenbündel wurden bisher von Hand an den Endpunkt der zentralen Versorgungsanlage angeschlossen; waren sie nach entsprechender Zeit leer, so wurde das Bündel abgeschraubt und ein neues, gefülltes Flaschenbündel angeschlossen. War infolge eines Versehens oder Unachtsamkeit bei der Überwachung eine gefüllte Batterie einmal nicht vorhanden, waren stundenlange Arbeitsausfälle und sogar Schaden in der Fertigung die Folge. Zur Vermeidung dieser Nachteile war es unumgänglich, daß laufend der Füllzustand sorgfältig überwacht und die rechtzeitige Zulieferung neuer Gasflaschen in die Wege geleitet wurde, jedoch hat diese Methode wenig befriedigt.

Für die Sauerstoffversorgung von kleineren Betrieben sind Umschalt- und Kontrolleinrichtungen für zentrale Sauerstoff-Versorgungsanlagen mit zwei an eine Versorgungsleitung angeschlossenen, zur wechselseitigen Sauerstoffentnahme vorgesehenen Batterien von Sauerstoffgasflaschen bekannt geworden, die mittels kraftbetätigter Absperrventile zu- und abschaltbar und von Druckwächtern kontrolliert sind. Solche Umschalt- und Kontrolleinrichtungen gibt es

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auch für brennbare Gase (dann sind die Ventile und die Druckwächter explosionsgeschützt ausgeführt) - jedoch nicht für Acetylengas. Der Grund hierfür liegt einerseits sicher in den besonderen Gefahren im Umgang mit Acetylengas ( beim Acetylenzerfall in Rohrleitungen treten extrem hohe Drücke auf),andererseits glaubte man vielleicht auch, ein Bedarf für vollautomatische Einrichtungen bestehe für Acetylengas gamicht, weil die Betriebe zu weitergehenden Einsparungen an Personal nicht gezwungen sind; jedenfalls bestand offenbar ein Vorurteil gegen selbsttätige Umschalt- und Kontrolleinrichtungen für Acetylengas.

Die Neuerung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Umschalt- und Kontrolleinrichtung für zentrale Gasversorgungsanla— gen so auszubilden, daß sie für Acetylengas verwendbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Umschalt- und Kontrolleinrichtung mit zwei an eine Mitteldruck^Versorgungsleitung angeschlossenen, zur wechselseitigen Gasentnahme vorgesehenen Batterien von Gasflaschen, die mittels je eines kraftbetätigten Absperrventiles zu- und abschaltbar und von einem Gasdruckwächter kontrolliert sind, ausgegangen, und gelöst wird die Aufgabe durch zwei elektromagnetisch impulsbetriebene, mit einem Umsteuerschieber eine Richtungsumkehr je eines zum Öffnen und Schließen der Absperrventile vorgesehenen Steuer-Druckluftstromes bewirkende und mit einem am Umsteuerschieber angreifenden verschiebbaren Anker ausgestattete Umschaltventile, durch ein die Mitteldruck-Versorgungsleitung überwachendes Kontaktmanometer und durch eine Schalteinrichtung, welche beim Ansprechen des Kontakt— manometers und/oder eines der beiden Gasdruckwächter an zwei wechselseitige Magnetspulen der beiden Umschaltventile einen Impuls abgibt. Die Verwendung der beiden vorgeschlagenen, mit Druckluft betriebenen Umschaltventile in Verbindung

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rait dem Kontaktmanometer und den beiden Gasdruckwächtern sowie der Schalteinrichtung erfüllt alle Anfordrrungen an die Sicherheit und sie erlaubt die kostengünstige Herstellung einer Umschalt- und Kontrolleinrichtung für Acetylengas, weil teure, explosionsgeschützte Ventile nicht benötigt werden. Es hat sich gezeigt, daß eine vorschlagsgemäß gebaute Umschalt- und Kontrolleinrichtung allen einschlägigen Sicherheitsvorschriften genügt, sie erhöht die Betriebssicherheit und ist geeignet, Arbeitskräfte einzusparen, da bei ihrer Verwendung die sonst erforderlichen Kontrollen gänzlich entfallen können.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Neuerung sind JLm Steuer-Druckluftstrom jedes Absperrventiles eine Drossel und ein zu dieser parallelliegendes Rückschlagventil vorgesehen. Diese Maßnahme bewirkt ein schnelles Schließen und ein langsames Öffnen der beiden Absperrventile.

Ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Umschalt- und Kontrolleinrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.

An einen Rohranschluß 1 ist über ein von Hand betätigbares Ventil 2 eine erste Acetylengasflasche 3 angeschlossen. Das von dort kommende Hochdruckgas wird über ein Leitungsstück zu einem elektropneumatischen Gasdruckwächter 5 geführt und es passiert das pneumatische betätigte Absperrventil 6, gelangt durch ein automatisches Schnellschlußventil 7 hindurch zu einem Druckminderer 8 und anschließend durch eine Flammensperre 8¹ zu einem Kontaktmanometer 9 und strömt nach Durchsetzen eines Handabsperrventiles 10 in eine Mitteldruck-Versorgungsleitung 11, welche zu den verschiedenen Verbrauchsstellen der Anlage führt. An den Rohranschluß 1 sind außerdem jeweils über weitere, von Hand betätigte Ventile zusätz-

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liehe Acetylengasflaschen bzw. Flaschenbündel angeschlossen (nicht dargestellt), die zusammen eine erste Batterie bilden, welche, wie nachfolgend erläutert, abwechselnd mit einer zweiten Batterie auf die Mitteldrück-Versorgungsleitung 11 arbeitet. Dementsprechend ist wiederum über ein von Hand betätigbares Ventil 12 eine zweite Acetylengasflasche 13 an einen weiteren Rohranschluß 14 angeschlossen. Das von dort kommende Hochdruckgas (dessen Druck bei voller Acetylengasflasche 13 etwa 18 bar beträgt und der während der Gasentnahme bis auf rund 1,1 bar absinkt) wird über ein Leitungsstück 15 zu einem zweiten elektropneumatxschen Gasdruckwächter 16 (der beispielsweise auf einen Ansprechdruck von 25 bar eingestellt ist) geführt; es passiert das zweite pneumatisch betätigte Absperrventil 17 und gelangt sodann über das T-Stück 18 zum automatischen Schnellschlußventil 7, strömt durch den den Gasdruck auf etwa 1,1 bar herabsetzenden Druckminderer 8 - vorbei an dem bei 1,1' bar als untere Grenze des Betriebsdruckes und bei 1,4 bar als obere Grenze des Betriebsdruckes ansprechenden Kontaktmanometer 9 - und tritt über die Flammensperre 8 durch das Handabsperrventil 10 in die Mitteldruck-Versorgungsleitung 11 ein,

Jedem der pneumatisch betätigten Absperrventile 6 bzw. 17 ist ein elektromagnetisch impulsbetriebenes Umschaltventil bzw. 20 zugeordnet. Jedes Umschaltventil 19, 20 besitzt einen Umsteuerschieber 21 mit 4 Kanälen 22 und einen den Umsteuerschieber 21 unter der wechselseitigen Einwirkung von zwei Magnetspulen 23, 24 bzw. 25, 26 verschiebenden Anker

Ein Steuer-Druckluftstrom 28 wird durch zwei Steuer-Druckluftleitungen 29, 30 zu den UmsteuerSchiebern 21 der Umschaltventile 19, 20 geleitet und je nach deren Stellung in einer das betreffende Absperrventil 6 bzw. 17 öffnenden oder

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schließenden Richtung durch einen Steuer-Druckluftkreis 31, 32 geführt. In jedem der beiden Steuer-Druckluftkreise 31, 32 ist eine Drossel 33 bzw. 34 und ein zu dieser parallelliegendes Rückschlagventil 35 bzw. 36 vorgesehen· Der Steuer-Druckluftstrom 28 verläßt nach Durchsetzen des Steuer-Druckluftkreises 31, 32 durch den Umsteuerschieber 21 hindurch das Umschaltventil 19, 20 über einen der Ausgangsstutzen

Das Kontaktmanometer 9 und die beiden Gasdruckwächter 5 und 16 sind mittels Leitungen 38 parallelgeschaltet; die Leitungen 38 münden in einer elektrischen Schalteinrichtung 39. Die Anschlüsse 40 der rechten Magnetspule 24 des Umschaltventiles 19 und der linken Magnetspule 25 des Umschal tven tiles 20 sind ebenfalls zu der Schalteinrichtung geführt. Diese Schalteinrichtung 39 gibt beim Ansprechen des Kontaktmanometers bzw. eines der beiden Gasdruckwäch— ter 5, 16 infolge Druckerhöhung einen Impuls zugleich auf beide Magnetspulen 24 und 25, was bewirkt, daß - je nach augenblicklicher Stellung des Umsteuerschiebers 21 - das eine oder das andere Umschaltventil 19 bzw. 20 den Steuer-Druckluftstrom 28 umkehrt, wodurch das von den beiden Absperrventilen 6, 17 gerade geöffnete geschlossen wird. Dabei bewirkt die Parallelschaltung von Drossel 33, 34 und Rückschlagventil 35, 36, daß der SchließVorgang schnell, das Öffnen der Absperrventile 6, 17 jedoch langsam vor sich geht.

Die Funktion der vorgeschlagenen Umschalt- und Kontrolleinrichung ist folgende.

Aufgrund eines vorangegangenen, von einer nicht dargestellten Einrichtung auf die Magnetspulen 24 und 26 ausgeübten Impulses stehen die Anker 27 und damit die Umsteuerschieher 21 der beiden Umschaltventile 19 und 20 in ihrer rechter.,

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BAD ORIGINAL

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in der Zeichnung dargestellten Stellung. Der Steuer-Druckluftstrom 28 durchströmt die beiden Steuer-Druckluftkreise 31 und 32 im Uhrzeigersinn und hält dabei das linke Absperrventil 6 in Stellung "ZU", das rechte Absperrventil 17 dagegen in Stellung "AUF". Auf die Mitteldruck-Versorgungsleitung 11 arbeitet die rechte Acetylengasflasche 13 bzw. die dort angeschlossene Batterie. Steigt nun der Druck im Mitteldruckteil der Anlage (Mitteldruck-Versorgungsleitung 11) oder im Hochdruckteil (Rohranschlüsse 1 und 14, Leitungsstücke 4 und 15, T-Stück 18, Sehnellschlußventil 7) infolge Acetylenzerfalls, so spricht, wenn der Druckanstieg im Mitteldruckteil stattfindet, das Kontaktmanometer 9, wenn jedoch der Druckanstieg im Hochdruckteil erfolgt, der Gasdruckwächter 16, an, worauf die mit dem Kontaktmanometer 9 und dem Gasdruckwächter 16 über die Leitungen 38 verbundene, elektrische Schalteinrichtung 39 an die beiden wechselseitigen Magnetspulen 24 und 25 über die Anschlüsse 40 einen elektrischen Impuls abgibt. Dieser Impuls bewirkt am linken Umschaltventil 19 nichts, weil dessen Umsteuerschieber 21 bereits in der die "ZU" - Stellung des linken Absperrventiles 6 bewirkende Stellung steht, jedoch veranlaßt er die Umschaltung des rechten Umschaltventiles 20 durch Anziehen von dessen Anker 27 und dem damit verbundenen Verschieben dessen UmsteuerSchiebers 21. Die Anordnung der Kanäle 22 des Umsteuerschiebers 21 des rechten Umschaltventiles erzwingt in der verschobenen Stellung eine Richtungsumkehr des (bisher im Uhrzeigersinn) im Steuer-Druckluftkreis 32 strömenden Steuer—Druckluftstromes 28, was zur Folge hat, daß das (bisher geöffnete) Absperrventil 17 schließt. Dabei erfolgt Schnellschluß, weil der Steuer-Druckluftstrom 28 - an der Drossel 34 vorbei - durch das für diese Richtung geöffnete Rückschlagventil 36 strömt. Es sind zusätzliche, nicht dargestellte Vorkehrungen getroffen, daß ein Zuschalten der einen bzw. der anderen Batterie erst dann erfolgen kann,

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wenn der Fehler, welcher den Schließvorgang hervorgerufen hat, beseitigt ist. Dabei kann durch Handbetätigung der Absperrventile 6, 17 (bzw. der Umschaltventile 19, 20), der Ventile 2 und 12 sowie des Handabsperrventiles 10 die Fehlerstelle eingegrenzt werden.

Wird die rechte Acetylengasflasche 13 (bzw. die rechte Batterie) leer, so sinkt der Betriebsdruck in der Mitteldruck-Versorgungsleitung 11 ab und das Kontaktmanometer spricht an, sobald die untere Grenze des Betriebsdruckes von 1,1 bar erreicht ist. In diesem Augenblick erhalten (durch nicht dargestellte Mittel) die beiden linken Magnetspulen 23 und 25 der Umschaltventile 19 und 20 einen Impuls, wodurch infolge der Richtungsumkehr der beiden Steuer-Druckluftströme 28 das rechte Absperrventil 17 (schnell)schließtund das linke Absperrventil 6 (langsam) öffnet, worauf nun die linke, gefüllte Acetylenflasche 3 (bzw. die linke Batterie) auf die Mitteldruck-Versorgungsleitung 11 arbeitet. Ein optisches und/oder akustisches Signal (hervorgerufen durch die nicht dargestellten Mittel) meldet die erfolgte Umschaltung und mahnt zum Austausch der leeren, linken Batterie. Es sind darüberhinaus weitere Meldeeinrichtungen vorhanden, welche den jeweiligen Betriebszustand der Versorgunganlage zu kontrollieren gestatten.

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Claims (2)

B 1497/74 - 9 - 5. August 1974 Ansprüche ί 1. /Jn

1. Ümschalt-und Kontrolleinrichtung für zentrale.Gas-Ver- ^■etJrgungsanlagen, mit zwei an eine Mitteldruck-Versorgüngsleitung angeschlossenen, zur wechselseitigen Gasentnahme vorgesehenen Batterien von Gasflaschen, die mittels je eines kraftbetätigten Absperrventiles zu- und abschaltbar und von einein Gasdruckwächter kontrolliert sind, gekennzeichnet durch zwei elektromagnetisch impulsbetriebene, mit einem Umsteuerschieber (21) eine Richtungsumkehr je eines zum Öffnen und Schließen der Absperrventile (6 und 17) vorgesehenen Steuer-Druckluftstromes (28) bewirkende und mit einem am Umsteuerschieber (21) angreifenden, unter der Einwirkung zweier Magnetspulen (23, 24 und 25, 26) verschiebbaren Anker (27) ausgestattete Umschaltventile (19 und 20), durch ein die Mitteldruck-Versorgungsleitung (11) überwachendes Kontaktmanometer (9), und durch eine Schalteinrichtung (39), welche beim Ansprechen des Kontaktmanometers (9) und/oder eines der beiden Gasdruckwächter (5, 16) an zwei wechselseitige Magnetspulen (24 und 25) der beiden Umschaltventile (19 und 20) einen Impuls abgibt.

2. Uraschalt- und Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuer-Druckluftstrom (28) jedes Absperrventiles (6 und 17) eine Drossel (33, 34) und ein zu dieser parallelliegendes Rückschlagventil (35, 36) vorgesehen ist.