DE2541734C2 - Rohrbruchsicherheitseinrichtung - Google Patents

Description

beispielsweise an seiner Kolbenstange eine Zahnstange trägt, die auf ein mit dem Kugelhahn verbundenes Ritzel wirkt

Der Antrieb 4 wird unmittelbar durch den Druck der Erdgasleitung 1 betätigt. Das Erdgas wird an zwei oberhalb und unterhalb des Sperrventils 3 gelegenen Stellen aus der Erdgasleitung t entnommen und gelangt Ober ein ODER-Ventil 5 und einen Filter 6 in eine Leitung 7, die schließlich bis zu dem Differenzdruckventil 10 führt, an vorgelagerten Stellen jedoch einige Entnahmestellen aufweist.

Die zum normalen öffnen und Schließen des Sperrventils 3 unabhängig von einem Rohrbruch erforderliche Betätigung des Antriebs 4 wird über die Elektromagnetventile 8 und 9 gesteuert.

Das Elektromagnetventil 8 sitzt in einer Leitung 11, die von einer Entnahmestelle 12 in der Erdgasleitung 7 bis zu einem Zweistellungsventilelement 13 führt. Bei Druckgabe über die Leitung 11 schaltet das Zweistellungsventüelement 13 um und läßt den Druck der Erdgasleitung 7 von einer Entnahmestelle 14 über die Leitung 15 in einen Druckspeicher 16 gelangen, in dem sich der Druck des Erdgases auf eine Hydraulikflüssigkeit 17 überträgt, die den Antrieb 4 betätigt Das Elektromagnetventil 9 sitzt in einer Leitung 18, über die der an einer Stelle 19 der Erdgasleitung 7 entnommene Erdgasdruck auf ein zweites Zweistellungsventilelement 20 gelangt und dieses betätigt Das Zweistellungsventilelement 20 läßt dann das an einer Entnahmestelle 21 der Erdgasleitung entnommene Erdgas über eine Leitung

22 in einen Druckspeicher 23 gelangen, in dem wie in dem Druckspeicher 16 der Druck des Erdgases in den Druck einer Hydraulikflüssigkeit 17 zur Betätigung des Antriebs 4 umgesetzt wird.

Normalerweise sind die Ventile 8, 9 geschlossen. Bei einer Betätigung des Ventils 8 wird der Antrieb 4 so betätigt, daß das Sperrventil 3 geöffnet wird, bei einer Betätigung des Ventils 9 wird das Sperrventil 3 geschlossen.

Um auch bei einem Ausfall der Spannung zur Betätigung der Ventile 8 und 9 das Sperrventil 3 öffnen und schließen zu können, sind in den Zuleitungen von den Druckspeichern 16, 23 zu dem Antrieb 4 Handpumpen 24,25 angeordnet, die nach Schließen f!er Ventile 26,27 die Hydraulikflüssigkeit 17 aus den Druckspeichern 16,

23 wahlweise auf die eine oder andere Seite des Antriebs 4 fördern können.

Das Vorstehende betriff; lediglich die normale Betätigung des Sperrventils 3 mit Hilfe des Drucks der Erdgasleitung 1.

Die Rohrbruchsicherheitseinrichtung umfaßt nun eine Leitung 28, mittels deren der Druck von einer stromabwärts des Sperrventils 3 gelegenen Stelle auf die beiden Seiten des Differenzdruckventils 10 geleitet wird. Auf die eine, in F i g. 1 linke Seite des Differenzdruckventils 10 gelangen der Druck und damit auch ein Druckabfall unmittelbar über den Leitungszweig 29. In den anderen, in Fig. 1 mit der rechten Seite des Differenzdruckventils 10 verbundenen Leitung 30 sind eine Drossel 31 sowie ein zwischen dieser und dem Differcnzdruckventil 10 gelegener Druckspeicher 32 eingeschaltet. Bei einem Druckabfall in der Leitung 28 hält also der Druckspeicher 32 den Druck in der Leitung 30 zunächst aufrecht, wobei die Geschwindigkeit der Druckanpassung von der Kapazität des Druckspeichers 32 und der Einstellung der Drossel 31 abhängen.

Das Differenzdruckventil 10 ist in einer noch zu beschreibenden Weise so a^ebildet, daß es bei einem Druckabfall nach einer durch die Drossel 31 einstellbaren Verzögerung umschaltet und dann den an dem Anschluß P anstehenden Druck der Erdgasleitung 7 über den Anschluß A auf die Leitung 33 weiterleitet. Die Leitung 33 spaltet sich in zwei Zweige 34 und 35. Der Zweig 34 führt zu einem zwischen das Elektromagnetventil 8 und das Zweistellungsventilelement 13 eingeschalteten Schaltventil 36, welches beim Umschalten den Betätigungsdruck von dem Zweistellungsventilelement 13 wegnimmt, so daß dieses, durch den über den Leitungszweig 37 anstehenden Druck bedingt, in die Sperrstellung zurückgeht, auch wenn vorher der Antrieb 4 zum öffnen des Sperrventils 3 eingeschaltet war. Wenn das Elektromagnetventil 8 nicht betätigt war, änden sich durch die Betätigung des Schaltventils 36 an dem Schaltzustand des Zweistellungs-Ventüelements 13 nichts.

Ober den tnderen Leitungszweig 35 gelangt Hydraulikflüssigkeit über das ODER-Ventil 3i>,*.uf das Zweistellungs-Ventilelement 20 und schaltet diese; um, so daß der Antrieb 4 zum Schließen des Sperrventils 3 betätigt wird. Diese Betätigung erfolgt unabhängig vom Schaltzustand des Elektromagneten 9.

Die du oh das Umschalten des Differenzdruckventils 10 erfolgende Betätigung des Antriebs 4 übergreift also alle vorher eingestellten Schaltzustände.

In F i g. 2 ist das Differenzdruckventil 10 in dem vor einem Druckabfall sich einstellenden Schaltzustand dargestellt. In diesem Normalzustand, in dem also in beiden Leitungen 29,30 der gleiche volle Arbeitsdruck der Erdgasleitung 1 herrscht Hegt der Kolben 41 des als Ganzes mit 40 bezeichneten Schiebers an der gemäß Fig.2 rechten Grenzfläche 42 an. Die Wirkfläche des über die Leitung 30 herangeführten Drucks in der gemäß F i g. 2 rechten Zylinderkammer 45 entspricht daher nur der durch den Durchmesser 44 gekennzeichneten Fläche. Die Wirkfläche des in der linken ZylinderkamnKT 43 anstehenden Drucks der Leitung 29 ist größer und entspricht dem größeren Durchmesser 46, der dem vollen Durchmesser des Kolbens 41 entspricht Der Kolben 41 wird also durch die aus dem Wirkflächenunterschied resultierende Kraft gegen die gemäß F i g. 2 rechte Grenzfläche 42 gedrückt.

Bei einem Druckabfall fällt der Druck in der Zylinderkammer 43 sofort ab. Der Druck in der Zylinderkammer 45 fällt erst mit einer gewissen Verzögerung ab. Es tritt zu einem bestimmten Zeitpunkt der Zustand ein, daß die von dem Druck in der Zylinderkammer 45 ausgeübte Kraft ausreicht, um die durch den Restdruck in der Zylinderkammer 43 und durch die Feder 47 ausgeübte Kraft zu überwinden. De> Kolben 41 wird dann gegen die Feoer 47 nach links gedrückt. Das mit dem Schieber 40 verbundene Schaltventil 48 schaltet dabei um rnd läßt den an dem Eingang Paus der Leitung 7 ünstehenden Erdgasdruck über den Ausgang A und die Leitung 33 auf das Schaltventil 36 bzw. das ODER-Ventil 39 gelangen.

Wie Fig.3 erkennen läßt, sind in der praktischen Ausführung das Schaltventil 36, das ODER-Ventil 39 und die beiden Zweistellungs-Ventilelemente »3 und 20 zu einer Einheit verblockt. Die in F i g. 3 links der Trennlinie 50 dargestellten Elemente stellen Kombinationen der in F i g. 1 dargestellten Ventile 36 und 39 mit den Betätigungselementen der Zweistellungs-Ventilelemente 13 bzw. 20 dar.

Wenn auf der Leitung 34 (vom Differenzdruckventil 10) eine Druckgabe erfolgt, verlagert sich der Schieber 51 nach rechts und nimmt den Schieber 52 des Zweistel-

lungs-Ventilelements 13 mit, so daß die Anschlüsse P und A des Zweistellungs-Ventilelements 13 verbunden sind.

Bei Druckabfall an der Leitung 34 wird durch den über die Umgehungsleitung 37 in die Kammer 53 einge- 5 leiteten Druck des Anschlusses P der Schieber 52 wieder nach links verlagert, in welcher Stellung die Anschlüsse A und R miteinander verbunden sind.

Bei Druckgabe durch die Leitung 18 oder die Leitung 35 an dem ODER-Ventil 39 erfolgt eine Verlagerung der io Spindel 54 des Zweistellungs-Ventilelements 20 nach rechts, wodurch die Anschlüsse A und P miteinander verbunden werden. Bei Wegnahme des Drucks wird die Verlagerung über den durch die Umgehungsleitung 38 von dem Anschluß Pin die Kammer 55 geleiteten Druck 15 wieder rückgängig gemacht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1 2

was bei den entlang der Erdgasleitung über große Strek-

Patentanspruch: ken verteilten Sperrventilen einen erheblichen zusätzlichen Aufwand bedeutete, ganz abgesehen von den zu-

Rohrbruchsicherheitseinrichtung für Erdgaslei- sätzlichen Risiken eines Ausfalls.

tungen und dergleichen, mit einem in der Erdgaslei- 5 Die bei der bekannten Anordnung vorhandenen Ven-

tung (1) angeordneten Sperrventil (3), mit einem un- tile dienen dazu, unter Druck stehendes Erdgas aus der

mittelbar durch den Druck der Erdgasleitung (1) be- Leitung wunschgemäß auf die eine oder andere Seite

tätigbaren und durch Zuleitungen mit der Erdgaslei- des Antriebs des Sperrventils zum öffnen oder Schlie-

tung (1) verbundenen Antrieb (4) für das Sperrventil Ben desselben zu leiten. Die Betätigung der Ventile, d. h.

(3), mit in den Zuleitungen angeordneten Ventilen (8, io das Umschalten von der Öffnungsstellung des Sperrven-

9) zur Betätigung des Antriebs (4), mit einem Diffe- tils auf die Schließstellung, erfolgt mittels eines Handhe-

renzdruckventil (10), dessen einer Druckraum (40) bels.

mit einer eine Drossel (31) und einem zwischen die- Bei einem Rohrbruch tritt das Differenzdruckventil in

ser und dem Differenzdruckventil (10) eingeschalte- Aktion, welches durch die in dem Druckspeicher ver-

ten Druckspeicher (32) enthaltenden Leitung (30) 15 bliebene Gasmenge betätigt wird und den auf der

und dessen anderer Druckraum (43) direkt mit der Druckseite der Erdgasleitung verbliebenen Erdgas-

den Druckabfall aufweisenden Seite der Erdgaslei- druck auf die Schließseite des Antriebs des Sperrventils

tung (1) in Verbindung stehen und dessen Schieber lenkt

(41) in Ricfcwng auf den ersten Druckraum (40) von Die Handbetätigung der Ventile erfordert die Anweeiner Feder (47) beaufschlagt ist, und mit zwei von 20 senheit einer Bedienungsperson in der Nähe der Veniiidem Differenzdruckventil (10) betätigten Zweistel- anordnung. Da diese mit dem Antrieb des Sperrventils lungs-Ventilelementen (13) bzw. (20), an die einer- hydraulisch verbunden ist, kann die Ventilanordnung seits die druckführende Seite der Erdgasleitung (1) nicht weit von dem Sperrventil entfernt sein,
und andererseits jeweils einer der beiden Eingänge Häufig ist es aber erwünscht, die längs einer Erdgasdes Antriebs (4) angeschlossen sind und die durch 25 leitung über eine große Strecke verteilten Sperrventile den vom Schaltventil (48) in einer seiner beiden aus der Ferne betätigen zu können, ohne daß überall Schaltstellungen aufgeschalteten Arbeitsdruck der eine eigene Bedienungsperson zugegen sein muß.
Erdgasleitung (1) von einer Sperrstellung, in der der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohr-Druck der Erdgasleitung (1) von dem Antrieb (4) bruchsicherheitseir.richtung der dem Oberbegriff des abgesperrt ist, in eine Durchlaßstellung umschaltbar 30 Anspruchs 1 entsprechenden Art unter Beibehaltung ihsind, gekennzeichnet d-,rch folgende Merk- res geschilderten Sicherheitsverhaltens fernbetätigbar male: zu machen.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Pa-

a) die Ventile (8,9) sind Elektromagnetventile; tentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

b) die Zweistellungs-Ventilelemente (13) bzw. (20) 35 Die handbetätigten Ventile der bekannten Ausfühsind druckmittelbetätigt; rungsform wurden durch Elektromagnetventile ersetzt,

c) das Differenzdruckventil (10) ist mit einem die über elektrische Leitungen auf große Entfernungen Schaltventil (48) bewegungsverbunden, an wel- ansteuerbar sind, wobei die zur Betätigung der Ventile ches die druckführende Seite der Erdgasleitung zu übertragenden Leistungen relativ gering sind. Das (1) und die beiden Zweistellungs-Ventilelemen- 40 eigentliche Problem bestand darin, die Anordnung so te (13) bzw. (20) betätigungsseitig angeschloo- auszugestalten, daß bei einem Druckabfall in einem der sen sind; Zweige der Erdgasleitung auf jeden Fall das Sperrventil

d) zwischen dem Zweistellungs-Ventilelement (13) zugefahren wird, gleichgültig wie die den Antrieb bctä- und dem Ventil (8) sitzt ein druckmittelbetätig- tigenden Ventile aus der Ferne gerade geschaltet wortes über eine Leitung (33,34) betätigungsseitig 45 den sind. Ein wesentlicher Punkt hierbei ist das ODER-mit dem Schaltventil (48) verbundenes, norma- Ventil, welches in allen Fällen die Zuführung von Druck !erweise offenes Schaltventil (36); zu dem Zweistelli/ngs-Ventil und damit das Schließen

e) zwischen dem anderen Zweistellungs-Ventilele- des Sperrventils gestattet. Durch die im Patentanspruch ment (20) und dem Ventil (9) ist ein ODER-Ven- angegebene Anordnung erhält das Differenzdruckvenlil til (39) angeordnet, dessen einer Eingang über 50 auf jeden Fall Vorrang vor der Betätigung der Elektroeine Leitung (33, 35) mit dem Schaltventil (48), magnetventil^ wenn es bei einem Rohrbruch um das dessen anderer Eingang mit dem Ventil (9) und Schließen des Sperrventils geht.

mit dessen Ausgang betätigungsseitig das Zwei- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

stellungs-Ventileiement (20) verbunden sind. Zeichnung dargestellt.

55 Fi g. 1 zeigt einen Schaltplan der Anordnung zur Be-

tätigung des Sperrventils in einer Erdgasleitung mit

Rohrbruchsicherheitseinrichtung;

Fi g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Differcnz-

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Rohrbruchsicher- druckventil:

heitseinrichtung der dem Oberbegriff des Patentan- 60 F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch mehrere in der

spruchs entsprechenden Art. Schaltanordnung enthaltene Ventile, die zu einer F.in-

Eine solche Rohrbruchsicherheitseinrichtung ist aus heit verblockt sind.

der US-PS 28 49 987 bekannt. Das wesentliche Merkmal In Fig. I ist 1 eine Erdgasleitung, deren Strömungs-

ciner solchen Anordnung besteht darin, daß die Lei- richtung durch den Pfeil 2 angedeutet ist.

stung zum Betätigen des Sperrventils, mittels dessen die 65 In der Erdgasleitung 1 sitzt ein beispielsweise als gro-

Erdgasleitung gesperrt oder geöffnet werden kann, aus ßes Kugelhahnventil ausgebildetes Sperrventil 3, wcl-

dem Erdgas in der Leitung selbst entnommen wird, also ches über einen Antrieb 4 betätigt wird, der als doppclt-

keine eigene Leistungsversorgung vorhanden sein muß, wirkende Kolben/Zylindereinheit ausgebildet ist und