DE3525597A1

DE3525597A1 - Hilfsgeraet fuer ein sicherheitsventil

Info

Publication number: DE3525597A1
Application number: DE19853525597
Authority: DE
Inventors: Leonard John Wrentham Mass. Thompson
Original assignee: VALUES ORIENTED TECHNOLOGY Inc
Current assignee: VALUES ORIENTED TECHNOLOGY Inc
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1986-02-20
Also published as: GB8519162D0; FR2568974A1; IT1185300B; IT8521701A0; US4572237A; GB2163573A; GB2163573B

Description

HOEGER₁ STELLRECHT & PARTNER 3525597

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRA3SE 14 ο D 7000 STUTTGART |

A 46 694 b Anmelder; Value Oriented Technology,Inc.

k - 176 43 Kendruck street

15. Juli 1985 Wrenthara, Mass. 0 209 3 / U.S.A.

Hilfsgerät für ein Sicherheitsventil

Die Erfindung betrifft ein Hilfsgerät für ein zu einem Betriebssystem gehörendes Sicherheitsventil, welches einen Ventilkörper und ein mit einem Ventilsitz für den Ventilkörper versehenes Ventilgehäuse aufweist.

Speziell befasst sich die Erfindung mit federbelasteten, automatisch ansprechenden Sicherheitsventilen bzw. Sicherheits-Entlastungsventilen, d.h. mit Entlastungsventilen für Drucksysteme, in denen ein Ventilelement mittels einer Federkraft gegen seinen Sitz vorgespannt ist, die dem Systemdruck entgegenwirkt, der an dem Ventilelement bzw. -körper wirksam ist. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit Hilfsgeräten bzw. Hilfssystemen, die geeignet sind, die Funktionen eines Sicherheitsventils zu unterstützen und dessen Ansprechdruck zu messen.

In der US-PS 4 349 885 ist ein Ansprechdruck-Meßsystem für Sicherheits-Entlastungsventile beschrieben, bei

-6-

A 46 694 b

k - 176 - 6 -

15. JuIi 1985

dem in einer Faltenbalganordnung ein pneumatischer Druck erzeugbar ist, um eine Kraft auf eine Spindel des Sicherheitsventils auszuüben. Dabei ist eine Steuerung vorgesehen, die geeignet ist, die Faltenbalganordnung mit Druck zu beaufschlagen, während das Sicherheitsventil installiert ist und in einem Drucksystem mit einem Druck unterhalb des Ansprechdruckes arbeitet. Unter dem "Ansprechdruck", der auch als Selbst-Betätigungsdruck bezeichnet wird, ist dabei derjenige Systemdruck zu verstehen, bei dem die am Sicherheitsventil ausgeübte Druckkraft die Tendenz hat, dieses zu öffnen bzw. gerade gleich der Federkraft ist, die den Ventilkörper an seinem Sitze festhält. Gemäß der genannten Patentschrift wird der in dem Faltenbalg erzeugte Druck auf einen Wert angehoben, der ausreicht, um eine Kraft zu erzeugen, welche, wenn sie zu der Kraft des zu diesem Zeitpunkt existierenden Systemdrucks addiert wird, zu einer Gesamtkraft führt, die gleich der auf den Ventilkörper wirkenden Federkraft ist, so daß das Ventilelement in seine Offenstellung angehoben wird. Dieses Ereignis, nämlich der Ansprechzeitpunkt (test time),wird durch einen linearvariablen Differentialtransformator erfasst,welcher ebenfalls mit der Steuerung verbunden ist. Die Steuerung ist ferner mit Meßeinrichtungen zum Messen des Systemdrucks und zum Messen der Kraft ausgerüstet, welche von der Faltenbalganordnung im Ansprechmoment auf die Ventilspindel ausgeübt wird. Recheneinrichtungen der Steuerung leiten dann den tatsächlichen Ansprech-

-7-

BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176 - 7

15- JuIi 1985

druck des Sicherheitsventils in der Weise ab, daß die Gesamtkraft zum Ansprechzeitpunkt ermittelt und eine Druckdifferenz des Systemdrucks berechnet wird, welche zum Ansprechzeitpunkt zu derselben Kraft führen würde wie sie von der Faltenbalganordnung erzeugt wird. Auf diese Weise werden bei dem bekannten Hilfsgerät zahlreiche Vorteile hinsichtlich seiner primären Funktion des Messens des Ansprechdruckes und des Erfassens jeder Drift desselben während des Betriebes erreicht. Zu diesen Vorteilen gehört die Fähigkeit, den Ansprechdruck von einer entfernten Stelle zu messen bzw. zu verifizieren, während sich das Sicherheitsventil an Ort und Stelle befindet und das Drucksystem arbeitet. Dies verringert das Risiko für das Bedienungspersonal, einer Strahlenbelastung ausgesetzt zu werden, wenn das Sicherheitsventil in einer gefährlichen Umgebung, wie z.B. in einem Siedewasserreaktor, angeordnet ist. Typischerweise braucht ein Bedienungsmann nur wenige Minuten, um den Ansprechdruck einer großen Zahl von Sicherheitsventilen zu überprüfen, ohne daß dabei die Überdruck-Schutzfunktion der Ventile beeinträchtigt würde. In der Praxis hat sich das System als sehr wirtschaftlich erwiesen und die Anzahl der Betriebsstilllegungen verringert, ohne daß eine Reduzierung des von den Aufsichtsbehörden geforderten Sicherheitsstandards erforderlich gewesen wäre.

Es hat sich als wünschenswert erwiesen, wenn außer der Möglichkeit der Messung des Ansprechdruckes des

-8-

BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176

15. JuIi 1985

Sicherheitsventils und der Erfassung einer Drift desselben auch sichergestellt werden kann, daß das Sicherheitsventil während des Betriebes voll geschlossen bleibt, bis der Systemdruck einen Wert erreicht, bei dem das Ventil zu öffnen ist. Dabei wird gleichzeitig angestrebt, daß das Ventil genau bei dem gewünschten Systemdruck öffnet und bei einem vorgegebenen Abblasdruck schließt. Ein gemeinsames Problem speziell bei Dampf-Sicherheitsventilen besteht darin, daß sie bei Drücken, die etwas unterhalb des Ansprechdruckes liegen, zu lecken bzw. zu "simmern" beginnen. Es ist auch extrem wichtig, einen exakt vorgegebenen Abblasdruck sicherzustellen, und zwar speziell bei Sicherheitsventilen für Kernkraftwerke und dergleichen, um das Austreten des Druckmediums aus dem System zu begrenzen.

Ausgehend vom Stande der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hilfsgerät zur Unterstützung der Funktionen eines Sicherheitsventils anzugeben, bei dem das öffnen des Sicherheitsventils unabhängig von jeder Drift des Ansprechdruckes bei einem vorgegebenen Druck erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch ein Hilfsgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Hilfsgerät der betrachteten Art dahingehend zu verbessern,

-9-

BAD ORIGINAL

3525b97

A 46 694 b

k - 176 - 9 -

15. JuIi 1985

daß es außerdem möglich ist, das Sicherheitsventil zu öffnen, und zwar zu einem Zeitpunkt, zu dem der Systemdruck deutlich unterhalb des Ansprechdruckes liegt, beispielsweise bei 75% des Ansprechdruckes, um aus der für das zwangsweise öffnen erforderlichen Kraft Rückschlüsse auf den tatsächlichen Ansprechdruck des Sicherheitsventils zu ziehen.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Hilfsgerät der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß es möglich ist, das Ventilelement des Sicherheitsventils beim Erreichen eines vorgegebenen Abblasdruckes zuverlässig zu schließen.

Außerdem ist es auch ein Ziel der Erfindung, das Hilfsgerät der eingangs angegebenen Art dahin zu verbessern, daß das Ventilelement des Sicherheitsventils während des normalen Betriebes des Systems zwangsweise an seinem Sitz gehalten werden kann, so daß das sogenannte "Simmern" des Ventils verhindert wird.

Es ist darüberhinaus ein Ziel der Erfindung, das Hilfsgerät der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß der Systemdruck durch Fernmesseinrichtungen gemssen werden kann, so daß es nicht erforderlich ist, daß das Bedienungspersonal einen gefährlichen Raum oder dergleichen betritt, in dem das Sicherheitsventil installiert ist. Zur Lösung dieser und weiterer Aufgaben ist bei einer bevor-

-1 0-BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176 - 10 -

15. JuIi 1985

zugten Ausführungsform eines Hilfsgeräts gemäß der Erfindung eine Doppel-Faltenbalganordnung mit zwei zueinander konzentrischen Faltenbalganordnungen vorgesehen, wobei der äußere Faltenbalg,ähnlich wie bei dem eingangs erwähnten US-Patent, dazu dient, auf die Ventilspindel eine Kraft auszuüben, die die Tendenz hat, das Ventil zu öffnen, während der innere Faltenbalg dazu dient, unter vorgegebenen Betriebsbedingungen auf die Ventilspindel eine Kraft auszuüben, die die Tendenz hat, das Ventil im geschlossenen Zustand zu halten.

Eine derartige Doppel-Faltenbalganordnung führt in Verbindung mit einer geeigneten Steuerung dazu, daß der Druckabbau und -aufbau in den beiden Faltenbalganordnungen selektiv in Abhängigkeit vom Systemdruck sehr flexibel gesteuert werden kann, um die Funktion des Sicherheitsventils zu unterstützen.

Außerdem umfasst das erfindungsgemäße Sicherheitsgerät zusätzliche Einrichtungen, so daß es geeignet ist, die Funktionen des bekannten Hilfsgeräts gemäß US-PS 4 349 885 zu erfüllen, einschließlich der Messung bzw. Verifizierung des Ansprechdrucks, bei dem das Sicherheitsventil automatisch anspricht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch

-11-

BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176 - 11 -

15. Juli T985

eine bevorzugte Ausführungsform eines Hilfsgeräts gemäß der Erfindung einschließlich der zugehörigen, schematisch dargestellten Steuerung zeigt, wobei das Hilfsgerät an der Außenseite des Deckels eines typischen Sicherheits-Entlastungsventils montiert ist.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung ein Hilfsgerät 10 gemäß der Erfindung, welches mit Schrauben 12 an einem Deckel 14 eines federbelasteten, automatisch ansprechenden Sicherheitsventils (nicht dargestellt) befestigt ist. An dem Verschluß- bzw. Ventilelement dieses Sicherheitsventils ist eine Spindel 16 befestigt, welche sich in der Richtung, in der das Sicherheitsventil öffnet, durch den Deckel 14 hindurch nach außen bzw. in der Zeichnung nach oben erstreckt. Die Spindel 16 ist in ein Ende einer Spindelverlängerung 18 eingeschraubt, die mit einer Schulter 20 versehen ist. Ein Splint 22 durchgreift fluchtende öffnungen in der Spindelverlängerung 18 und in der Spindel 16 und verhindert ein Verdrehen dieser beiden Bauteile gegeneinander.

Ein im wesentlicher rohrförmiger Adapter bzw. ein rohrförmiges Verbindungsstück 24, welches an beiden Enden mit Flanschen versehen ist, ist einerseits durch die Schrauben 12 mit dem Deckel 14 verbunden und trägt andererseits eine Halterung 2 6 für einen linear variablen Differentialtransformator 28, wie er in der eingangs erwähnten US-PS 4 349 885 beschrieben ist. Der obere Flansch des Verbindungsstückes 24 ist mittels

-1 2-

BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176 - 12 -

15. JuIi 1985

Schrauben 30 mit einem buchsenförmigen, zentralen Träger 32 verbunden. Der Träger 32 ist vorzugsweise durch Schweißen mit einer festen oberen Platte bzw. einem Endstück 34 einer inneren Faltenbalganordnung A verbunden und außerdem mittels Befestigungsschrauben (nicht dargestellt) oder dergleichen an der feststehenden unteren Platte bzw. am unteren Endstück 3 6 einer äußeren Faltenbalganordnung B befestigt. Die innere Faltenbalganordnung A besitzt eine bewegliche untere Platte bzw. ein Endstück 38, welches gleitverschieblich durch eine Innenfläche des zentralen Trägers 32 geführt ist, sowie zwei konzentrische Faltenbälge 40 und 42, welche an den Endstücken 34 und 38 derart befestigt sind, daß sich eine ringförmige Kammer 44 ergibt. Die äußere Faltenbalganordnung B umfasst ebenfalls eine bewegliche obere Platte bzw. ein oberes Endstück 46, welches an einer ringförmigen Platte 48 (Lastplatte) befestigt ist, die gleitverschieblich auf einer Außenfläche des zentralen Trägers 32 sitzt. Außerdem umfasst die Faltenbalganordnung B zwei konzentrische Faltenbälge 50 und 52, welche an den Endstücken 46 und 36 befestigt sind und eine ringförmige Kammer 54 definieren. Das Endstück 46 und die Platte 48 können dabei ein einstückiges Bauteil sein. Ringförmige Gleitstücke 5 5 aus einem geeigneten Material mit geringer Reibung dienen dazu, die Reibung zwischen dem zentralen Träger und den beweglichen Enden der Balganordnungen A, B zu verringern.

An der Platte 48 ist ein äußeres, buchsenfÖrmiges

-13-

BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176 - 13 -

15. JuIi 1985

Gehäuse 57 befestigt, welches als Schutz für die Faltenbalganordnung B dient.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß das Verbindungsstück 24 und der zentrale Träger 32 an dem Ventildeckel 14 befestigt sind, daß die Platte 48 durch die Erzeugung von Druck im Inneren der Kammer 54 der Faltenbalganordnung B axial gleitverschieblich gegenüber dem zentralen Träger 32 verschoben werden kann und daß das Endstück 38 in Abhängigkeit von dem Druck in der ringförmigen Kammer 44 der Faltenbalganordnung A ebenfalls gegenüber dem zentralen Träger 32 gleitverschieblich ist.

Es ist ein Ventil 5 6 vorgesehen, welches einerseits mit einer Druckluftquelle verbunden ist und welches andererseits über ein Rohr 58 mit der Kammer 44 verbunden ist, wobei das Rohr 58 die Platte 48 mit Spiel durchgreift und an dem Endstück 34 befestigt ist. Das Ventil 5 6 ist über eine Steuerleitung 60 mit einer Steuerung 62 verbunden, die im wesentlichen so aufgebaut ist, wie dies in der ÜS-PS 4 349 885 beschrieben ist, jedoch zusätzliche Steuermöglichkeiten bietet, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird. In ähnlicher Weise ist ein Drei-Wege-Ventil 6 4 über eine Steuerungsleitung 66 mit der Steuerung 62 verbunden und steht einerseits mit einer Druckluftquelle und andererseits mit der Kammer 54 der Faltenbalganordnung B in Verbindung, um der Kammer 54 Druckluft zuzuführen oder um Druckluft aus der Kammer 5 4 in die

-14-

BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176 - 14 -

15. JuIi 1985

Umgebung ausströmen zu lassen, und zwar in Abhängigkeit von den Steuersignalen der Steuerung 62.

In den Endplatten 3 6,38 einer oder beider Faltenbalganordnungen A, B können Lecköffnungen 65 bzw. 67 vorgesehen sein, wenn dies gewünscht wird. Die Lecköffnungen sind dabei ausreichend klein, um einen Druckaufbau in den Kammern 44 und 54 zu ermöglichen, wenn dies erforderlich ist, gestatten andererseits aber den Druckabbau, sobald die Druckluftzufuhr zu den Kammern 44, 54 gesperrt wird.

An der Spindelverlängerung 18 ist einstückig eine Stange 68 angeformt (Laststange), welche zentrale Öffnungen der Faltenbalganordnung A und der Platte 48 durchgreift. Die Stange 68 durchgreift ferner eine zentrale öffnung in einem Sensor 7 0 zum Erfassen der Spindelbelastung. Auf ein Gewinde am äußeren Ende der Stange 68 sind eine Befestigungsmutter 7 2 und eine Kontermutter 7 4 aufgeschraubt.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß bei der Zuführung von Druckluft zu der Faltenbalganordnung B über die Platte 48 und den Sensor 7 0 eine Kraft auf die Stange 68 ausgeübt wird, wobei diese Kraft derart auf das Ventilelement des Sicherheitsventils einwirkt, daß sie die Tendenz hat, dieses zu öffnen. DLe Größe der wirksamen Kraft wird von dem Sensor 70 über eine Leitung 76 zu der Steuerung 62

-15-

A 46 694 b

k - 176 - 15 -

15. JuIi 1985

übertragen. Weiterhin ist an der Spindel 16 ein Element 78 befestigt, welches mit einer Platte 80 verbunden ist, die als Stützplatte für eine Magnetkernstange 82 des Differentialtransformators 28 dient. Eine entsprechende Ausgestaltung ist in der US-PS 4 349 885 beschrieben. Die zentrale Öffnung des Endstücks 3 8 ist von einer konischen Lagerfläche 84 umgeben, welche zum Zusammenwirken mit der Schulter 20 der Spindelverlängerung 18 bestimmt ist, wenn gewisse Betriebsbedingungen eintreten, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird. Beim Anliegen an der Schulter 2 0 ist die innere Faltenbalganordnung A geeignet, bei Zuführung von Druckluft zu der Kammer 44 eine Schließkraft auf das Ventilelement des Sicherheitsventils auszuüben. Hierdurch wird das Schließen des Sicherheitsventils nach einem Öffnen desselben gefördert. Außerdem kann das Ventilelement des Sicherheitsventils während des normalen Betriebes des Systems in der Schließstellung gehalten werden, wenn dies erwünscht ist.

Die Steuerung 62 ist geeignet, eine Reihe von Funktionen des Hilfsgeräts in Übereinstimmung mit den oben angegebenen Zielen der Erfindung zu steuern, und zwar durch entsprechende Ansteuerung der Druckluftventile 56, 64, unter Auswertung der von dem Differentialtransformator 28 erzeugten Informationen, unter Auswertung der von dem Sensor 70 erzeugten Signale und in Abhängigkeit von dem Systemdruck, der der Steuerung über eine

-16-

A 46 694 b

k - 176 - 16 -

15. JuIi 1985

Leitung 8β zugeführt wird. Die nachfolgende Beschreibung dient lediglich der Erläuterung eines Ausführungsbeispiels, ohne daß die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt wäre, wie dies nachstehend noch deutlich werden wird.

Für die Betrachtung der Arbeitsweise des Systems soll angenommen werden, daß der Systemdruck, der an dem Sicherheitsventil herrscht, zunächst einen Wert hat, der unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts liegt, beispielsweise bei 75% des Druckes, bei dem das Sicherheitsventil anspricht und der beispielsweise etwa 70 Bar betragen soll. Bei dieser Ausgangssituation wird den Faltenbalganordnungen A oder B kein pneumatischer Druck durch die Steuerung 62 zugeführt, so daß keine der Faltenbalganordnungen A, B eine Kraft auf die Stange 68 ausübt. In dem angenommenen Fall befinden sich die Elemente des Hilfsgeräts in der in der Zeichnung gezeigten gegenseitigen Lage.

Wenn der Systemdruck auf den vorgegebenen Wert von 75% des Ansprechdruckes des Sicherheitsventils ansteigt, beispielsweise auf einen Druck von etwa 52,7 Bar, dann betätigt die Steuerung 62 das Ventil 56, derart, daß in der Faltenbalganordnung A ein Druck erzeugt wird, der ausreichend groß ist, um die Lagerfläche 84 zur Anlage an der Schulter 20 der Spindelverlängerung 18 zu bringen. Wenn dann der Systemdruck über den genannten Wert erhöht wird, hat die durch die Falten-

-17-

A 46 694 b

k - 176 - 17 -

15. JuIi 1985

balganordnung A erzeugte Kraft die Tendenz, das Ventilelement des Sicherheitsventils in seiner Schließstellung zu halten. Diese Funktion wird als "Anti-Simmer-Funktion" oder "Knebelfunktion" bezeichnet. Der Druck, bei dem diese Funktion einsetzt, kann durch die Steuerung nach Wunsch variiert werden. Bei dem betrachteten Beispiel wird angenommen, daß der normale Betriebsdruck des Systems bei 90% des Ansprechdruckes des Sicherheitsventils liegt bzw. bei etwa 6 3,3 Bar bei dem angenommenen Beispiel,und daß der Druck in der Faltenbalganordnung A zur Erzeugung einer Knebelungskraft dann aufgebaut wird, wenn der Systemdruck zwischen 75% und 97% des Ansprechdruckes des Sicherheitsventils liegt, wobei der betrachtete obere Druckwert in dem angenommenen Fall etwa 68,2 Bar beträgt.

Wenn der Systemdruck auf einen Wert ansteigt, der dicht unterhalb des Ansprechdruckes liegt, beispielsweise 2% unterhalb des Ansprechdruckes, oder auf irgendeinen höheren Druck, dann betätigt die Steuerung 62 das Drei-Wege-Ventil 64 derart, daß der Faltenbalganordnung B Druck zugeführt wird. Dies bewirkt, daß über die Platte 48 und die Lastzelle bzw. den Sensor 70 eine ausreichend große Hubkraft wirksam wird,um das Sicherheitsventil zu öffnen. Die zusätzliche Kraft, die in diesem Fall von der Faltenbalganordnung B erzeugt wird, ist vorzugsweise größer als die Kraftdifferenz bei einer 2%-igen Änderung des Systemdrucks, so daß das Sicherheitsventil sofort und unabhängig

-18-

A 46 694 b

k - 176 - 18 -

15. Juli 1985

von jeder Drift, die bezüglich des Ansprechdruckes eingetreten sein kann, geöffnet wird. Dies garantiert das zwangsweise öffnen des Sicherheitsventils.

Es ist wichtig, daß die Faltenbalganordnung A die Öffnung des Sicherheitsventils nicht versperrt. Diese Forderung kann erfüllt werden, indem man die Steuerung derart anpasst, daß sie die Druckluftzufuhr zu der Faltenbalganordnung A sperrt, wenn der Systemdruck den Druck erreicht, bei dem der Faltenbalganordnung B Druckluft zugeführt wird, wie dies im Beispiel beschrieben ist bzw. wenn der Systemdruck nahe an diesen Druck herankommt. Andererseits kann auch durch entsprechende Ausgestaltung der Druckzufuhr für die Faltenbalganordnung B dafür gesorgt werden, daß diese eine Kraft ausübt, welche ausreicht, die von der Faltenbalganordnung A erzeugte Kraft zu überwinden, selbst wenn letztere weiter unter Druck gehalten wird, derart, daß die resultierende Kraft ausreicht, um das Sicherheitsventil zu öffnen.

Nach dem Öffnen des Sicherheitsventils und dem daraus resultierenden Abfall des Systemdrucks, der sich aufgrund der Verluste des Druckmediums ergibt, wird ein vorgegebener Abblas- bzw. Ablaßdruck erreicht. Dieser Druck kann beispielsweise 8% unter dem Ansprechdruck liegen bzw. beim angenommenen Beispiel bei einem Druck von etwa 64,7 Bar. Bei diesem Druckwert betätigt die Steuerung 62 das Drei-Wege-Ventil 64, um eine Druck-

-19-

A 46 694 b

k - 176 - 19 -

15. JuIi 1985

entlastung der Faltenbalganordnung B herbeizuführen, während gleichzeitig das Ventil 56 betätigt wird, um die Faltenbalganordnung A mit Druck zu beaufschlagen. Dies bewirkt, daß sich die Fläche 84 an die Schulter 20 der Spindelverlängerung 18 anlegt, wodurch die in Schließrichtung wirkende Vorspannkraft für den Ventilkörper des Sicherheitsventils verstärkt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß bei Einsatz des erfindungsgemäßen Hilfsgeräts eine große Flexibilität hinsichtlich der Systemdrücke erreicht wird, bei denen ein Druckaufbau bzw. -abbau in den Faltenbalganordnungen A und B erfolgt. Es wird also eine HilfsSteuerung erreicht, und zwar sowohl für das Öffnen des Sicherheitsventils bei einem vorgegebenen Systemdruck als auch für das Erreichen eines vorgegebenen Abblasdruckes, und zwar dadurch, daß man zuverlässig solche Kräfte auf das Sicherheitsventil bzw. das Ventilelement desselben ausübt, daß jegliche Drift hinsichtlich der Ansprechdruckcharakteristik und hinsichtlich der Abblasdruckcharakteristik des Ventils vermieden wird.

Außer den vorstehend beschriebenen Funktionen kann das beschriebene Hilfsgerät die Funktionen der Messung des Ansprechdruckes und der Verifizierung desselben erfüllen, wie dies in der bereits erwähnten US-PS 4 349 beschrieben ist. Daher können sämtliche Funktionen sowohl hinsichtlich der Messung des Ansprechdruckes als

-20-

A 46 694 b

k - 176 - 20 -

15. JuIi 1985

auch hinsichtlich der Steuerung der Hilfsfunktionen durch Fernsteuerung erreicht werden. Wie in der genannten Patentschrift erläutert, ist dies besonders für Ventilanordnungen vorteilhaft, die in einer rauhen Umgebung, beispielsweise in Kernreaktoren, arbeiten.

Das Ineinanderschachteln der Faltenbalganordnungen führt ebenfalls zu verschiedenen Vorteilen. Zunächst wird eine kompakte Anordnung erhalten, die auch bei beschränkten Platzverhältnissen Installiert werden kann. Weiterhin ist der Zusammenbau vereinfacht, da die Platte 48 den Aufbau einer Untereinheit mit dem zentralen Träger 3 2 und den Faltenbalganordnungen A,B gestattet, welche erst anschließend an dem Verbindungsstück 24 montiert wird. Außerdem lässt sich die Justierung des Hilfsgeräts durch die Verwendung der mit einem Gewinde versehenen Spindel 16 in Verbindung mit der Stange 68 bequem durchführen.

Aus der Beschreibung wird ferner deutlich, daß das erläuterte Ausführungsbeispiel vollständig aus Metall besteht, was in einer rauhen Umgebung, wo Faltenbälge aus elastomerem Material beschädigt und gegebenenfalls zerstört werden könnten, ein entscheidend wichtiger Vorteil ist.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung lediglich anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert wurde, und daß dem Fachmann,

-21-

A 46 694 b

k - 176 - 21 -

15. JuIi 1985

ausgehend von diesem Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste. Insbesondere sind hinsichtlich der Programmfolge und -steuerung verschiedene Anpassungsmöglichkeiten gegeben, die es gestatten, das Hilfsgerät optimal an den jeweiligen Verwendungszweck anzupassen.

•C7 I

Leerseite -

Claims

HOEGER1 STELLRECHT & PARTNER 3525597 UHLANDSTRASSE 14. c · D 7000 STUTTGART 1 PATENTANWÄLTE * A 46 694 b Anmelder: Value Oriented Technology,Inc. k - 176 43 Kendruck Street 15. Juli 1985 Wrentham, Mass. 02093 / U.S.A. Patentansprüche

1. Hilfsgerät für ein zu einem Betriebssystem gehörendes Sicherheitsventil, welches einen Ventilkörper und ein mit einem Ventilsitz für den Ventilkörper versehenes Ventilgehäuse aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

Es ist eine Spindelverlängerung (18) für das Sicherheitsventil vorgesehen;

es ist eine erste, auf ein Druckmedium ansprechende Anordnung (A) vorgesehen;

es ist eine zweite, auf ein Druckmedium ansprechende Anordnung (B) vorgesehen;

die beiden auf ein Druckmedium ansprechenden Anordnungen (A,B) haben jeweils ein bezüglich des Ventilkörpers fest angeordnetes Ende sowie ein bewegliches Ende, welches mit der Spindelverlängerung (18) in Wirkverbindung bringbar ist, wobei mit Hilfe der ersten, auf ein Druckmedium ansprechenden Anordnung (A) dann, wenn ihr Druck zugeführt wird, eine Hilfskraft auf die Spindelverlängerung (18) ausübbar ist, welche in Schließrichtung des Sicherheitsventils wirksam ist und wobei mit Hilfe der zweiten, auf ein Druckmedium ansprechenden Anordnung dann, wenn ihr Druck zugeführt wird, eine Hilfs-

\ BAD ORIGINAL *

A 46 694 b

k - 176 - 2 -

15. JuIi 1985

kraft auf die Spindelverlängerung (18) ausübbar ist, welche in Öffnungsrichtung des Sicherheitsventils wirkt, und

es ist eine auf den Systemdruck des Betriebssystems ansprechende Steuerung (62) vorgesehen, mit deren Hilfe der Druckaufbau in der ersten und der zweiten, auf ein Druckmedium ansprechenden Anordnung (A,B) steuerbar ist.

2. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der auf ein Druckmedium ansprechenden Anordnungen (A,B) ein Paar von metallischen Faltenbälgen (40,42; 50,52) umfasst, welche eine die Spindelverlängerung (18) umgebende Kammer

/ (44; 54) bilden.

3. Hilfsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Anordnungen (A) im wesentlichen zwischen der Spindelverlängerung (18) und der durch die Faltenbälge (50,52) der anderen Anordnung (B) gebildeten Kammer (54) angeordnet ist.

4. Hilfsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste der auf ein Druckmittel ansprechenden Anordnungen (A) ein Paar von metallischen Faltenbälgen (40,42) umfasst, welche eine ringförmige Kammer (44) bilden.

-3-

BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176 - 3

15. JuIi 1985

5. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste der auf ein Druckmittel ansprechenden Anordnungen (A) ein Endstück (38) aufweist, welches selektiv in und außer Eingriff mit der Spindelverlängerung (18) bringbar ist.

6. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Träger (32) vorgesehen ist, der am Gehäuse (14) des Sicherheitsventils befestigbar ist und daß die feststehenden Enden der auf ein Druckmittel ansprechenden Anordnungen (A,B) an dem zentralen Träger (32) befestigt sind, während die anderen Enden derselben bezüglich des zentralen Trägers (32) unabhängig voneinander gleitverschieblich gehaltert sind.

7. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der auf ein Druckmittel ansprechenden Anordnungen (A,B) eine Lecköffnung (65,67) für das Druckmittel aufweist.

8. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zweiten auf ein Druckmittel ansprechenden Anordnung (B) und der Spindelverlängerung (18) ein Lastsensor (70) angeordnet ist, der mit der Steuerung (62) verbunden ist.

9. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Detektoreinrichtungen (28,82) vorgesehen sind,

-4-BAD ORIGINAL

A 46 694 b

k - 176 - 4 -

15. JuIi 1985

mit deren Hilfe eine Bewegung der Spindelverlängerung (18) erfassbar ist und die mit der Steuerung (62) verbunden sind.

10. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite auf ein Druckmittel ansprechende Anordnung (B) unter Steuerung durch die Steuerung

(62) bei einem Systemdruck beaufschlagbar ist, welcher sich dem Ansprechdruck des Sicherheitsventils nähert.

11. Hilfsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste auf ein Druckmittel ansprechende Anordnung (A) unter Steuerung durch die Steuerung

(62) mit Druck beaufschlagbar ist, wenn der Systemdruck einen vorgegebenen, unterhalb des Ansprechdruckes des Sicherheitsventils liegenden Druck übersteigt.

-5-

BAD ORIGINAL