DE4310232A1 - Notabschaltventil mit Regulator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Gasleitungen und insbesondere ein Notabschaltventil mit Gasregulator, welches in einer Nie­ derdruckgasleitung zwischen der Quelle und einer stromab­ wärts liegenden Verteilerleitung angeordnet ist.

Beim Fördern von Gas unter relativ niedrigem Druck von einer Quelle zu einem Verbrauchspunkt, ist es unter einem wirtschaftlichen Gesichtspunkt wünschenswert, ein Vertei­ lerleitungssystem zu benutzen, welches mit Ventilen ausge­ stattet ist, die geeignet sind, die Strömung aufrechtzuer­ halten und die Strömung im Falle einer Störung der Regel­ ausstattung zu unterbrechen, welche zu einem zu hohen Druck in der stromabwärts liegenden Leitung führt. Eine derartige Störung kann zu einem erhöhten Druck an einer mit Nieder­ druck arbeitenden Einheit oder System führen. Der zu hohe Druck oder das Ablassen von Gas durch ein Entlastungsventil kann eine gefährliche Situation für die Anlage oder das Personal erzeugen. Entlastungsventile in Niederdrucksyste­ men können das Reißen eines Gefäßes oder einer Leitung verhindern oder den zu hohen Druck in einem Warmwasserbe­ reiter, wobei jedoch flüchtige Emissionen an die Atmosphäre abgegeben werden können.

Durch die Erfindung wird eine Kombination aus Gasregulator und einem Notabschaltventil vorgeschlagen, welches in einer Niederdruckgasleitung angeordnet werden soll, wie bei­ spielsweise einer kommerziellen oder Wohngebiete versorgen­ den Gasleitung und zwar zwischen der Quelle und einer stromabwärts liegenden Verteilerleitung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeich­ nungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Ventil;

Fig. 2 eine Unteransicht;

Fig. 3 eine senkrechte Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie 3-3 von Fig. 1; und

Fig. 4 eine horizontale Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie 4-4 von Fig. 3.

Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Anordnung aus einem Notabschaltventil und einem Regulator mit einem Ventilge­ häuse 11, welches langgestreckt ausgebildet und durch eine Notabschaltventileinrichtung 12 und eine Druckregulatoran­ ordnung 14 gekennzeichnet ist. Das Ventilgehäuse 11 weist Einlaß- und Auslaßöffnungen 16 bzw. 18 auf, welche die Endabschnitte eines Strömungskanals durch das Ventilgehäuse definieren. Das Abschaltventil 12 und die Regulatoranord­ nung 14 enthalten ferner Querbohrungen 20 und 22, welche senkrecht zur Achse der entsprechenden Einlaß- und Auslaß­ öffnungen 16 und 18 liegen und diese schneiden. Die strom­ aufwärts liegende Querbohrung 20 ist von einem Ende gegen­ gebohrt, um einen Ventilsitz 24 zu bilden, und um eine Ventilschaftkappe 26 aufzunehmen. Das andere Ende der Querbohrung 20 ist gegengebohrt, um eine Hälfte einer Ab­ schaltmembrankaminerbohrung 28 zu definieren. Die stromab­ wärts liegende Querbohrung 22 ist in ähnlicher Weise an einem Ende gegengebohrt, um eine Ventilkappe 30 aufzunehmen und von ihrem gegenüberliegenden Ende gegengebohrt, um eine Hälfte einer dazugehörigen Regulatormembrankammerbohrung 32 zu bilden. Eine zentrale Gehäusekammer B stellt die Verbin­ dung zwischen den Querbohrungen 20 und 22 aus Gründen her, welche zur Zeit als offensichtlich angenommen werden.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, ist die Wandung zwi­ schen den Kammerbohrungen 28 und 32 wie bei 36 (Fig. 3 und 4) weggenommen, um eine Medienauslaßdrucksteuerkammer C zu bilden, die noch näher erläutert wird. Ein Membrandeckel 38 mit Ausnehmungen 40 und 42 bildet getrennte halbe Membran­ kammern, welche den entsprechenden Kammerbohrungen 28 und 32 gegenüberliegen und der Deckel 38 ist durch Bolzen 44 an dem Ventilgehäuse befestigt. Eine Membran 46 ist zwischen dem Membrandeckel 38 und dem Ventilgehäuse 11 angeordnet, um die Membrankammern in eine Umgebungsdruckseite und eine Auslaßöffnungsdruckseite zu unterteilen. Der Deckel 38 ist mit Entlastungslöchern 45 in seinen entsprechenden Enden versehen und der stromaufwärts liegende Endabschnitt ist mit einer ein Außengewinde aufweisenden, mittig durchbohr­ ten Nabe 47 versehen, welche koaxial zu der Querbohrung 20 des Einlasses liegt, was den beschriebenen Zweck hat.

Die Regulatoreinrichtung enthält eine Tellerventilpatrone 48, welche einen Tellerventilschaft 49 einschließt, der axial ein Paar von im Abstand zueinander befindlichen Tel­ lerventilen 50 in einem Ventilkäfig 51 lagert, der wiederum zusammenwirkende Ventilsitze aufweist und axial in der Querbohrung 22 angeordnet ist. Der außenliegende Endab­ schnitt 52 des Tellerventilschafts 49 ist gleitbar von einer axialen Blindbohrung in der Tellerventilkappe 30 auf­ genommen, um die Tellerventile 50 in Richtung ihrer Sitze und von diesen weg zu führen.

Das andere Ende des Tellerventilschafts 49 ist an der Mem­ bran 46 befestigt, und eine Folgefeder 54 ist zwischen dem Membrandeckel 38 und der Membran 46 dem Tellerventilschaft 49 gegenüberliegend angeordnet, um normalerweise die Tel­ lerventile 50 gegen eine Tellerventilschließfeder 56 geöff­ net zu halten, welche an der Tellerventilkappe 30 abge­ stützt ist.

Eine Druckausgleichsbohrung 58, welche parallel zu der Querbohrung 22 und gegenüber dieser stromabwärts liegt, stellt die Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 18 und der Kammer C her, um die Tellerventile 50 entsprechend dem ge­ wünschten Mediendruck, welcher zu der Auslaßöffnung 18 ge­ leitet wird, offen zu halten.

Die stromaufwärts liegende oder Einlaßquerbohrung 20 nimmt gleitbar einen langgestreckten Schaft 60 eines normalerwei­ se offenen Abschaltventilkopfes 62 auf, wobei ein Ende des Schaftes 60 gleitbar in einer Blindbohrung 64 in der Ven­ tilschaftkappe 26 aufgenommen ist, welche das Ventil 62 während seiner Bewegung in Richtung seines Sitzes 24 und von diesem weg führt. Eine Feder 65 spannt das Abschaltven­ til in Richtung seines Sitzes 24 vor. Der andere Endab­ schnitt des Ventilschaftes 60 stützt sich an einer axial zusammenfaltbaren Stifteinrichtung ab, welche normalerweise das Abschaltventil geöffnet hält. Die Stiftanordnung ent­ hält eine Ventilschaftführung und einen Stifthalter 66, welcher an der Membran 46 befestigt ist und welcher in Längsrichtung gleitbar nach außen durch die Bohrung 68 in dem Membrandeckel 38 und der Nabe 47 vorsteht. Eine Stift­ haltemutter 70 mit einer mittigen Ausnehmung 72 ist gewin­ demäßig auf der Nabe 47 befestigt. Der entsprechende End­ abschnitt einer dünnen Säule oder zusammenfaltbaren Stifts 74 ist axial durch die einander gegenüberliegenden Sockel in der Mutter 70 und dem nach außen gerichteten Ende der Ventilschaftführung 66 aufgenommen und hält normalerweise das Abschaltventil 62 in seiner geöffneten Stellung.

Übliche Elastomerdichtungen, wie O-Ringe, der Ventilkapper 26, 30 des Abschaltventilschaftes 60 und des Tellerventil­ käfigs 51 stellen die mediendichte Verbindung zu dem Ven­ tilkörper 11 und der Tellerventile 50 bezüglich ihrer Sitze her.

Der Betrieb des beschriebenen Ventils ist folgendermaßen: Ein unter Druck stehendes Medium, wie beispielsweise Gas von der Quelle, welches reguliert werden soll, tritt in die Einlaßöffnung 16 ein. Das Ventil 62 ist durch den zusammen­ faltbaren Stift 74 geöffnet gehalten und das Medium gelangt frei in die Kammer B und die Tellerventilpatrone 48. Die Position der Tellerventile 50 bezüglich ihrer entsprechen­ den Käfigsitze wird durch den stromabwärts herrschenden Druck in der Kammer C bestimmt, welcher auf die Membran 46 unterhalb der doppelten Tellerventile 50 wirkt sowie durch die Gegenkraft der Folgefeder 54. Falls der Mediendruck über einem gewünschten Wert liegt, wird die Feder 54 zusam­ mengedrückt und die doppelten Tellerventile 50 schließen sich zu einer blasendichten Dichtung, so daß der Medien­ strom von der Kammer B zu der Auslaßöffnung 18 beendet wird. Falls der Druck in der Auslaßöffnung 18 jedoch auf einen Punkt abfällt, an welchem mehr Medium benötigt wird, überwindet die Folgefeder 54 die Kraft auf der Membran 46 und die doppelten Tellerventile öffnen sich, um Medium von der Kammer B zufließen zu lassen, bis der gewünschte Me­ diendruck in der Kammer C erreicht wird (typischerweise et­ wa 8 ozs. psi in einer Niederdruckgasleitung).

Falls der Auslaßdruck in der Auslaßöffnung 18 innerhalb be­ stimmter Grenzen liegt, bleibt der zusammenfaltbare Stift 74 unterhalb der Ventilschaftführung 66 gerade, um zu ver­ hindern, daß das Ventil 62 in der Querbohrung 20 des Ein­ lasses auf den Ventilsitz 24 aufsitzt. Wenn der Druck in der Auslaßöffnung 18 und der Kammer C bis zu einer unan­ nehmbaren Grenze ansteigt, wie beispielsweise wenn Dreck oder Eis die Tellerventile 50 von ihren Sitzen abgehoben hält, übt der Druck eine axiale Kraft auf die Membran 46 aus, durch welche der Stift 74 zusammengefaltet wird und es möglich wird, daß die Feder 65 des Einlaßventils das Ventil 62 schließt und dadurch die Einlaßöffnung 16 von der Regu­ latoranordnung 14 abschaltet, um einen Druckaufbau zu ver­ hindern.

Um die Regulatoranordnung 14 rückzusetzen, wird einfach die Tellerventilpatrone 48 entfernt, gereinigt und wieder ein­ gebaut. Dies ist möglich, sogar wenn das Ventil 10 in der Leitung verbleibt, da der Mediendruck durch das geschlosse­ ne Ventil 62 abgeschaltet ist.

Nachdem die Regulatoranordnung 14 gewartet wurde, wird dann das Notabschaltventil 12 gewartet. Die Stifthaltemutter 70 wird entfernt, der zusammengefaltete Stift 74 durch einen neuen geraden Stift 74 ersetzt und das Ventil 62 von Hand von dem Sitz abgehoben. Das Notabschaltventil 12 und folg­ lich auch das Ventil 10 ist somit vollständig wieder im Be­ triebszustand.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeich­ nungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich selbst als auch in be­ liebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Claims (7)

1. Notabschaltventil mit Regulator (10), gekennzeichnet durch folgende Bestandteile: Ein Ventilgehäuse (11) mit einem durch dieses hindurchführenden Strömungskanal, wel­ cher die Verbindung zwischen einer Einlaßöffnung (16) und einer Auslaßöffnung (18) herstellt, einen durch das Ventil­ gehäuse (11) gebildeten Ventilsitz (24) in dem Strömungska­ nal, Ventileinrichtungen (62), welche durch das Ventilge­ häuse (11) gelagert sind, um dichtend gegen den Ventilsitz (24) anzuliegen und um zu verhindern, daß eine Medienströ­ mung durch die Einlaßöffnung (16) in einem geschlossenen Zustand erfolgt, die Ventileinrichtung (62) weist eine geöffnete Stellung auf, in welcher die Einlaßöffnung (16) für einen Medienstrom offen ist, axial zusammenfaltbare Stifteinrichtungen (74), welche dazu dienen, die Ventilein­ richtung (62) in deren geöffneter Stellung zu halten, wenn der Mediendruck unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, und um die Ventileinrichtung freizugeben, wenn der Medien­ druck den vorbestimmten Wert erreicht, Einrichtungen (65) zum federnden Vorspannen der Ventileinrichtung (62) in Richtung des Ventilsitzes (24) und in deren geschlossene Stellung in Abhängigkeit von der Freigabe der Ventilein­ richtung (62) durch die axial zusammenfaltbare Stiftein­ richtung (74) und eine Regulatoreinrichtung (14) zur Auf­ rechterhaltung eines vorbestimmten, stromabwärts herrschen­ den Drucks durch die Auslaßöffnung.

2. Notabschaltventil mit Regulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung einen Ventilteil mit einem mit diesem verbundenen Ventilkopf (62) und einen Ventilschaft (60) aufweist, daß der Ventilkopf (62) derart geformt ist, daß er wahlweise gegen den Ventilsitz (24) zum Abdichten der Einlaßöffnung (16) gegen die Verbindung mit dem Strömungskanal anliegen kann, und daß der Ventilschaft (60) gleitbar in dem Ventilgehäuse (11) gelagert ist.

3. Notabschaltventil mit Regulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (11) eine Membrankam­ mer (C) bildet, welche den Endabschnitt des Ventilschafts (60) dem Ventilkopf (62) gegenüberliegend umgibt, daß die zusammenfaltbare Stifteinrichtung eine Membran (46) auf­ weist, die in der Membrankammer (C) angeordnet ist und die Membrankammer in eine Umgebungsdruckseite (28) und eine Auslaßöffnungsdruckseite (32) unterteilt, ferner eine zu­ sammenfaltbare Stiftanordnung, die aus einem zusammenfalt­ baren Stift (74) und Stifthalteeinrichtungen (66-70) be­ steht, die durch das Ventilgehäuse gelagert sind, um den zusammenfaltbaren Stift (74) in axialer Ausrichtung zu dem Ventilschaft (60) zu halten, und um die axial gerichtete Kraft von der Membran (46) auf den zusammenfaltbaren Stift (74) zu übertragen, derart, daß der Ventilschaft (60) für eine axiale Bewegung freigegeben wird, wenn der Mediendruck einen bestimmten Wert erreicht, wobei das Ventilgehäuse (11) ein Entlüftungsloch (45) aufweist, welches mit der Um­ gebungsdruckseite in Verbindung steht und das Ventilgehäuse eine Druckausgleichsöffnung (58) bildet, welche die Verbin­ dung zwischen der Strömungskanaldruckseite (32) der Membran und der Auslaßöffnung (18) herstellt.

4. Notabschaltventil mit Regulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifthalteeinrichtungen (66-70) eine Stiftmutter (70) aufweisen, welche lösbar durch das Ventilgehäuse gehalten ist, wobei die Stiftmutter ein er­ stes Ende des zusammenfaltbaren Stifts (74) lagert, und daß ein Ventilschaftführungsteil (66) mit der Membran (46) ver­ bunden ist und sich zwischen dem Ventilschaft (60) und einem zweiten Ende des zusammenfaltbaren Stiftes erstreckt.

5. Notabschaltventil mit Regulator, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile: Ein Ventilgehäuse (11) mit einem hindurchführenden Strömungskanal, wobei eine Einlaßöffnung (16) und eine Auslaßöffnung (18) an gegenüberliegenden En­ den des Strömungskanals vorgesehen ist, das Ventilgehäuse bildet eine Abschalt-Membrankammer (28) nahe der Einlaßöff­ nung und bildet ferner einen Ventilsitz (24) in dem Strö­ mungskanal nahe der Einlaßöffnung, eine Membran (46), wel­ che innerhalb der Abschalt-Membrankammer angeordnet ist und welche diese Abschalt-Membrankammer in eine Umgebungsdruck­ seite (28) und eine Auslaßöffnungsdruckseite (32) unter­ teilt, das Ventilgehäuse weist ein Entlüftungsloch (45) auf, welches mit der Umgebungsdruckseite in Verbindung steht und das Ventilgehäuse weist eine Druckauslaßbohrung (58) auf, welche die Verbindung zwischen der Auslaßöff­ nungsdruckseite der Abschalt-Membrankammer (32) und der Auslaßöffnung (18) herstellt, Abschaltventileinrichtungen (12) zum Schließen der Einlaßöffnung (18) in Abhängigkeit von dem Erreichen eines vorbestimmten Wertes des Medien­ drucks an der Auslaßöffnung (18), wobei die Abschaltventil­ einrichtung folgende Bestandteile aufweist: Einen Ventil­ teil mit einem Ventilkopf (62) und einem Ventilschaft (60), wobei der Ventilschaft ein erstes, mit dem Ventilkopf ver­ bundenes und ein zweites entfernt liegendes Ende aufweist, eine Ventilschaftführung (66) in axialer Anlage an dem zweiten Ende des Ventilschafts und Federeinrichtungen (65) um den Ventilkopf in den dichtenden Eingriff mit dem Ven­ tilsitz (24) federnd vorzuspannen, um die Einlaßöffnung (16) zu schließen, zusammenfaltbare Stifteinrichtungen (74) zum Halten des Abschaltventils (62) in der geöffneten Stel­ lung, wenn der Druck an der Auslaßöffnung (18) unter einem vorbestimmten Wert liegt und zum Zusammenfalten zum Freige­ ben des Abschaltventils, wenn der Druck an der Auslaßöff­ nung den vorbestimmten Wert erreicht, und eine Tellerven­ tileinrichtung (48), welche in dem Ventilgehäuse nahe der Auslaßöffnung (18) gelagert ist und dazu dient, in der Aus­ laßöffnung einen vorbestimmten Stromabwärtsdruck aufrecht­ zuerhalten.

6. Notabschaltventil mit Regulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse nahe der Auslaßöff­ nung eine Regulatormembrankammer (C) bildet, und daß die Tellerventileinrichtungen (48) ferner folgende Bestandteile aufweisen: Eine Membran (46), welche in der Regulatormem­ brankammer (C) angeordnet ist und die Regulatormembrankam­ mer in eine Umgebungsdruckseite (42) und eine Auslaßöff­ nungsdruckseite (32) unterteilt, einen Tellerventilkäfig (51), welcher in dem Strömungskanal angeordnet ist und ein Paar axial im Abstand zueinander befindlicher Ventilsitze aufweist, einen Tellerventilschaft (49), welcher axial in dem Käfig (51) angeordnet ist und an einem Endabschnitt an der Membran (46) befestigt ist und axial im Abstand befind­ liche Doppelventile (50) aufweist und Federeinrichtungen (54), um die Tellerventile (50) federnd in die geöffnete Stellung vorzuspannen, wobei das Ventilgehäuse ein Entlüf­ tungsloch (45) aufweist, welches mit der Umgebungsdrucksei­ te der Regulatormembrankammer (42) in Verbindung steht, und ferner eine Druckausgleichsbohrung (58), welche die Verbin­ dung zwischen der Auslaßöffnungsdruckseite (32) und der Auslaßöffnung (18) herstellt.

7. Notabschaltventil mit Regulator, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile: Ein Ventilgehäuse (11), dessen ein­ ander gegenüberliegende Endbereiche mit einem Einlaß (16) und einer Auslaßöffnung (18) versehen sind, das Ventilge­ häuse weist an den dem Einlaß- und Auslaßendabschnitt Quer­ bohrungen (20-22) auf, welche senkrecht zu den Achsen der entsprechenden Einlaß- und Auslaßöffnungen liegen, das Ven­ tilgehäuse bildet Membrankammern (28-32) koaxial zu den Querbohrungen nahe der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung, das Ven­ tilgehäuse weist eine langgestreckte Kammer (B) auf, welche die Querbohrungen (20-22) Querbohrungen (20-22) zwischen den Membrankammern und der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung schneidet und das Ventilgehäuse weist eine Druckausgleichsbohrung (58) auf, welches mit der Auslaßöff­ nung (18) und einer Auslaßöffnungsdruckseite jeder der Mem­ brankammer (18-32) in Verbindung steht, wobei die andere Seite jeder Membrankammer eine Umgebungsdruckseite (40-42) ist, ein Paar von Membranen (46), von denen je eine Membran in jeder der Membrankammern angeordnet ist, um jede Mem­ brankammer zwischen der Auslaßöffnungsdruckseite und der Umgebungsdruckseite zu unterteilen, auf Mediendruck anspre­ chende Einrichtungen (46, 40, 54), welche wahlweise den Me­ dienstrom durch das Ventilgehäuse in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Mediendruck in der Membrankammer (32) nahe der Auslaßöffnung (18) aufrechterhalten und unterbrechen und Abschaltventileinrichtungen (24, 62, 74), um normaler­ weise die Einlaßöffnung (16) zu öffnen, wenn der Medien­ druck unter einem bestimmten Wert liegt und um die Einlaßöffnung zu schließen, wenn der Mediendruck den vorbe­ stimmten Wert erreicht, wobei die Abschaltventileinrichtung folgende Bestandteile aufweist: Ventileinrichtungen (62), die in der Querbohrung (20) des Einlaßendabschnitts nahe der Einlaßöffnung (16) gelagert ist, wobei die Ventilein­ richtung ein Ventilteil mit einem Ventilkopf (62) und einem Ventilschaft (60) aufweist, der Ventilteil eine geschlosse­ ne Position hat, in welcher die Einlaßöffnung gegenüber einem Medienstrom geschlossen ist und eine geöffnete Stel­ lung hat, in welcher die Einlaßöffnung für den Medienstrom geöffnet ist, die Ventileinrichtung hat einen Federteil (65), welcher den Ventilteil in die geschlossene Stellung vorspannt, eine axial zusammenfaltbare Stifteinrichtung (74) zum Rückhalten des Ventilteils (62) in dessen geöffne­ ter Stellung, wenn der Mediendruck an der Auslaßöffnung (18) unter dem vorbestimmten Wert liegt und zum Freigeben des Ventilteils, wenn der Mediendruck an der Auslaßöffnung den vorbestimmten Wert erreicht, wobei die axial zusammen­ faltbare Stifteinrichtung folgende Bestandteile aufweist: Einen zusammenfaltbaren Stift (74) und eine Stifthalteein­ richtung (66, 70), welche durch das Ventilgehäuse gelagert ist, um ein erstes Ende des zusammenfaltbaren Stifts in einer stationären Stellung zu halten und um beweglich und axial ein zweites Ende des Stiftes zu lagern, und um eine axial gerichtete Kraft von der Membran (46) nahe der Einlaßöffnung (16) auf den zusammenfaltbaren Stift zu über­ tragen.