DE4209736C2 - Ohne Hilfsenergie arbeitender Druckregler mit einer Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ohne Hilfsenergie arbei­ tenden Druckregler mit einer Anzeigevorrichtung.

Derartige Druckregler weisen einen in einem Membran-Ge­ häuse angeordneten, von einer Druckleitung gespeisten und gegen die Kraft einer Feder arbeitenden, Membranan­ trieb auf für das Betätigen eines in der Druckleitung angeordneten, einem Ventilsitz zugeordneten Ventilke­ gels; sie werden für die Druckregelung in Gas-, Dampf- und Druckluftnetzen benutzt, bei denen dem strömenden Medium die Energie zur Bewegung des als Stellglied wirken­ den Ventilkegels entnommen wird. Hierbei bestimmt die Feder mit ihrer Kraft den Sollwert und mit ihrer Feder­ konstanten den P-Bereich und bildet zusammen mit dem Ventilkegel den Stellantrieb.

Diese Druckregler werden entsprechend den Anforderungen der Technischen Regelwerke sehr häufig als sogenannte Sicherheits-Druckregler ausgeführt. Hierzu wird von der Annahme ausgegangen, daß das schwächste Bauelement der Regeleinrichtung, die Membrane, zuerst ausfällt. Aus Sicherheitsgründen wird daher eine als Sicherheitsmem­ bran bezeichnete zweite Membran für eine redundante Funktion der Regeleinrichtung eingebaut.

Aus dem DE-GM 83 15 294 ist ein solcher Druckregler be­ kannt, bei dem der Membranantrieb eine Arbeits- und eine Sicherheitsmembran umfaßt. Bei diesem Druckregler weist die Sicherheitsmembran eine gegenüber der Ar­ beitsmembran vergrößerte Oberfläche auf. Ein Bruch der Arbeitsmembran führt daher unter Ausnutzung der Sicher­ heitsmembran zu einem Betrieb der angeschlossenen Ge­ räte mit verringertem Druck.

Um festzustellen, daß nicht lediglich eine Betriebs­ störung in der Gasversorgung, sondern tatsächlich ein Bruch der Arbeitsmembran vorliegt, ist der Raum zwi­ schen Arbeits- und Sicherheitsmembran mit einer kleinen verschließbaren Indikatorbohrung versehen, die von dem Wartungspersonal geöffnet werden kann, und durch die dann im Falle eines Bruches der Arbeitsmembrane das un­ ter Druck stehende Gas austreten kann. Der Austritt von Gas zeigt dem Wartungspersonal an, daß ein Membranscha­ den vorliegt.

Eine derartige Anzeige ist wenig praktikabel und nur bei ungefährlichen Medien anwendbar. Da der Bruch der Arbeitsmembrane nicht sofort erkannt werden kann, ist die Sicherheitsmembrane das einzige Funktionsglied des Reglers über unter Umständen lange Zeiträume, so daß das Regelgerät damit seine Eigenschaft als Sicherheits­ regler verloren hat. Wenn während dieser Zeit die Si­ cherheitsmembrane bricht, kann es zu größeren Schäden kommen.

Aus dem JP 58-50016-Abstract ist auch bekannt, einen Druckregler mit nur einer Arbeitsmembran auszustatten, und dieser eine druckempfindliche Einrichtung zuzuord­ nen, durch die bei Bruch der Arbeitsmembran über ein Ventil die Strömung vor dem Regler abgesperrt wird.

Diese Einrichtung besteht aus einer zweiten Membran, deren Stellung eine elektrische Kontaktgabe zur Ansteuerung des Ventils bewirkt. Die zweite Membran ar­ beitet also nur zur mechanischen Signalabgabe und nicht als Sicherheitsmembran für den weiteren Betrieb des Reglers, falls die Arbeitsmembran ausfällt.

Darüber hinaus ist diese Einrichtung aufwendig, da sie für den Betrieb Hilfsenergie benötigt und ihrerseits der Funktionsüberwachung bedarf.

Es besteht daher Bedarf für eine einfache aber sicher arbeitende Anzeigevorrichtung für einen ohne Hilfsener­ gie arbeitenden Druckregler mit einem Membranantrieb mit einer Arbeits- und einer Sicherheitsmembran.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, hier Abhilfe zu schaffen durch eine neue, wohlfeile und betriebssicher arbeitende Anzeigevorrichtung, durch die der Bruch der Arbeitsmembran unmittelbar von außen sichtbar angezeigt werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Durch die Erfindung wird eine einfache, ebenfalls ohne Hilfsenergie arbeitende und direkt anzeigende Anzeige­ vorrichtung für Druckregler der hier in Frage stehenden Art geschaffen, welche ohne die eingangs beschriebenen Nachteile ist und einen Membranbruch anzeigt, ohne die Betriebscharakteristik eines solchen Druckreglers zu verändern.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Druckregler gemäß der Erfindung mit einer Anzeige­ vorrichtung und

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch eine modifizierte Ausbildung der Anzeigevorrichtung für einen Druck­ regler nach Fig. 1.

Ein in Fig. 1 in seinen wesentlichen Teilen darge­ stellter, ohne Hilfsenergie arbeitender Druckregler 10 umfaßt ein Ventilgehäuse 11 mit einem dort angeordne­ ten, einem Ventilsitz zugeordneten Ventilkegel 12, der mit einer Ventilstange 13 verbunden ist, die über eine zwischen einem Membrangehäuse 14 und einem Teller 15 sich abstützenden Feder 16 in der in Fig. 1 gezeigten Offenstellung gehalten ist. Das Ventilgehäuse 11 und das Membrangehäuse 14 bilden, wie aus Fig. 1 zu erse­ hen ist, ein gemeinsames Gehäusebauteil.

Mit der Ventilstange 13 ist ferner ein Membranantrieb verbunden, der aus einer Arbeitsmembran 17 und einer Sicherheitsmembran 18 besteht, die durch einen Distanz­ ring 19 im Abstand voneinander gehalten und mit ihren freien Rändern in dem entsprechend ausgebildeten Mem­ brangehäuse 14 eingespannt sind.

Der Raum 20 unterhalb der Arbeitsmembran 17 ist über ein Verbindungsrohr 22 mit einer zum Ventilgehäuse 11 führenden Druckleitung 23 verbunden.

Mit dem freien Raum 26 zwischen Arbeits- und Sicher­ heitsmembran steht ein Gehäuse 2,7 einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 30 bezeichneten Anzeigevorrichtung mittels eines Fortsatzes 28 in Verbindung, der eine Bohrung 29 be­ sitzt, die mit dem freien Raum 26 kommuniziert. Das Ge­ häuse 27 umfaßt einen mittels einer vorgespannten Feder 32 in der in Fig. 1 gezeigten Lage gehaltenen Kolben 33, der in dieser Lage mit seiner Stirnseite 34 anliegt. Die Feder 32 stützt sich mit ihrem abgewandten Ende an einem Deckel 31 ab. Das dem Kolben abgewandte, durch den Deckel tretende Ende 35 des Kolbenzapfens 36 ist als Anzeigeglied ausgebildet und vorzugsweise farblich gekennzeichnet. Ein O-Ring 37 in der Außenmantelfläche des Kolbens 33 dient der Abdichtung des Kolbens gegenüber der Innenmantelfläche 38 des Gehäuses 27. Auf diese Weise ist die Anzeigevorrichtung auch gegen Atmosphäre abgedichtet.

Die Feder 32 ist so ausgelegt, daß einerseits Druck­ schwankungen infolge Temperaturänderungen im freien Raum 26 zwischen Arbeitsmembran 17 und Sicherheitsmem­ bran 18 keine Bewegung des Kolbens 33 verursachen, aber andererseits nach einem noch zu beschreibenden Bruch der Arbeitsmembran 17 auch bei niedrigen Betriebsdrüc­ ken, zum Beispiel 2 bar, bereits eine sichere Anzeige bewirkt wird.

Das Ende 35 des Kolbenzapfens 36 kann auch derart aus­ gebildet sein, daß es zur Betätigung einer hier nicht dargestellten Signaleinrichtung geeignet ist.

Bricht nun während des Betriebes des Druckreglers die Arbeitsmembran 17, so baut sich in dem Zwischenraum 26 der Betriebsdruck auf. Dieser wirkt über die Bohrung 29 auf die Stirnseite 34 des Kolbens 33, wodurch der Kol­ ben gegen die Kraft der Feder 32 aus dem Gehäuse 27 so­ weit verschoben wird, daß das als Anzeigeglied 35 die­ nende Zapfenende deutlich sichtbar aus dem Gehäuse 27 ragt; hierdurch ist eine sichere Anzeige eines Membran­ bruches gewährleistet.

Da für Wartungszwecke solche Druckregler aufweisende Anlagen oft drucklos gemacht werden, was auch bei Mem­ branbruch zu einem Druckausgleich in dem Zwischenraum 26 führt, so daß über die Feder 32 der Kolben 33 in die in Fig. 1 dargestellte Lage zurückbewegt wird, dieser also seine Ausgangslage wieder einnimmt, in der keine Anzeige über den vorliegenden Membranbruch erfolgt, ist gemäß der modifizierten Ausführungsform nach Fig. 2 der Kolbenstange 36 eine Haltevorrichtung 40 zugeord­ net. Hierzu ist die Kolbenstange 36 mit einem kegelför­ migen Einschnitt 42 versehen und ist eine hutförmige Buchse 43 aus einem Federmaterial vorgesehen, bei der eine oder mehrere Laschen 44 in radialer Richtung be­ weglich vorgespannt sind. Die Buchse 43 umfaßt die Kol­ benstange 36 und ist mittels einer aufgeschraubten Kappe 45 in ihrer Lage gehalten. Ist nun der Kolben 33 mit seiner Kolbenstange 36 bei einem Membranbruch in seine in Fig. 2 dargestellte Anzeigelage bewegt, so springen eine oder mehrere Laschen 44 in den Einstich 42 der Kolbenstange 36 und verhindern dadurch ein Zu­ rückbewegen des Kolbens 33 und damit des Anzeigegliedes 35 in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage, wenn für Wartungszwecke die Druckleitung 23 drucklos gemacht wird und dadurch ein Druckausgleich im Zwischenraum 26 des Ventilgehäuses 14 erfolgt. Auf diese Weise bleibt also die Anzeige "Membranbruch" erhalten.

Obwohl die Anzeigevorrichtung vorstehend im Zusammen­ hang mit einem Druckminderer beschrieben ist, kann diese in entsprechender Ausbildung auch im Zusammenwir­ ken mit einem Überströmer angewendet werden, ohne daß hierbei der Erfindungsgedanke verlassen wird.

Claims (5)

1. Druckregler (10) ohne Hilfsenergie, mit einem in einem Membran-Gehäuse (14) angeordneten, von einer Druckleitung (22, 23) gespeisten, gegen die Kraft einer Feder (16) arbeitenden, eine Arbeits- und eine Sicherheitsmembran (17, 18) umfassenden Membran­ antrieb für das Betätigen eines in der Druckleitung angeordneten, einem Ventilsitz zugeordneten Ventil­ kegels (12), mit einer in den Raum (20) zwischen Arbeits- und Sicherheitsmembran (17, 18) mündenden Öffnung (29), der ein von einer Feder (32) belaste­ ter, von einem Gehäuse (27) eingeschlossener und auf seinem druckfernen Ende als Schauzeichen (35) aus­ gebildeter Kolben (33) als eine mit dem Membrangehäuse (14) verbundene und gegenüber der Atmosphäre dichte Anzeigevorrichtung (30) zugeordnet ist, zwecks Anzeige eines Membranbruches (Ar­ beitsmembran 17).

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (32) der Anzeigevorrichtung (30) so vorgespannt ist, daß Druckschwankungen infolge Temperaturänderung in dem von den Membranen (17, 18) eingespannten Raum (26) keine Kolbenbewegung hervorrufen.

3. Druckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenende (35) mit einer Signaleinrichtung in Wirkverbindung steht.

4. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem als Anzeigeglied (35) wir­ kenden Kolben (33) eine den Auslösezustand fixie­ rende Haltevorrichtung (44) zugeordnet ist.

5. Druckregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (40) eine federnde Laschen (44) aufweisende Buchse (43) ist, die den Kolben­ zapfen (36) des Kolbens (33) im Bereiche eines kegelförmigen Einstichs (42) umfaßt und mittels ei­ ner auf das Gehäuse (27) der Anzeigevorrichtung (30) aufgeschraubten Kappe (45) gehalten ist.