DE534164C - Vorrichtung zur Druckbegrenzung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Druckbegrenzung von Gasen und Flüssigkeiten auf ein in engen Grenzen einstellbares Druckintervall, d. h. eine Vorrichtung, die dazu dient, aus einer Gase oder Flüssigkeiten führenden Leitung, in der das Druckmittel größeren Druckschwankungen unterworfen ist, Gase oder Flüssigkeiten derart zu entnehmen, daß das Druckmittel nur innerhalb einstellbarer enger Druckgrenzen durch ein Ventil hindurchgelassen wird, bei Drücken, die über oder unter dem eingestellten Druckintervall aber liegen, durch dieses Ventil am Durchtritt verhindert wird.

Die Erfindung stellt somit eine Einrichtung dar, die, trotzdem sie in ihrem Aufbau einfach ist, außerordentlich feine Einstellungen der Grenzdrücke gestattet und dabei exakt und zuverlässig arbeitet.

Die neue Vorrichtung besteht aus einer Sicherung gegen Drucküberlastung und aus einer solchen gegen Druckunterschreitung und Rückströmen des Druckmittels aus der Entnahmeleitung in die Speiseleitung, wenn der Druck in letzterer unter einen bestimmten, willkürlich gewählten und eingestellten Wert sinkt. Naturgemäß kann in Fällen, in denen aus anderen Gründen eine Drucküberlastung ausgeschlossen ist, nur die Teilvorrichtung zum Schutz gegen Druckunterschreitung verwendet werden und, umgekehrt, in Fällen, in denen eine Drucküberschreitung bzw. ein Rückströmen ausgeschlossen ist, wieder nur der Teil der Sicherung gegen Drucküberlastung Anwendung finden.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise in einer Ausführung dargestellt, ohne daß aber dadurch die Erfindung nur auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt werden soll.

Abb. ι zeigt jenen Teil der Vorrichtung, der Schutz gegen Drucküberlastung bietet. Das aus einem dickwandigen, hohe Drücke aushaltenden Baustoff bestehende Gehäuse 4 besitzt zwei Kammern. In der einen Kammer ist ein Federungskörper 1 bekannter Bauart angeordnet, dessen oberer Rand mit dem Verschlußstück 12, das das Gehäuse von oben gasdicht abschließt, verbunden ist. Das untere freie Ende des Federungskörpers ist durch einen Stopfen ebenfalls gasdicht verschlossen. Der Stopfen trägt einen zylindrischen Verbindungsbolzen, der in einer zentralen Bohrung der Trennwand zwischen Ober- und Unterkammer geführt ist. An diesem Bolzen ist eine Scheibe 5 befestigt, die eine in ihr eingelassene Dichtungsscheibe 7 trägt. Der Scheibe 7 gegenüber in axialer Richtung des Ventils befindet sich in der Trennwand ein Rohr, das durch die Wandung des Gehäuses geführt ist und zu der gegen Überdruck zu schützenden Leitung oder das zu schützende Instrument führt. Die untere Verschraubung iq mit Überwurfmutter 11 dient zum Anschluß an die Speisedruckleitung.

In den Abbildungen stellt noch 3 eine Druckplatte zum Spannen der Feder 2 dar. Das Oberteil der Platte Γ2 besitzt ■ Innengewinde, die Platte 3 Außengewinde; durch Drehen der Platte 3 im Sinne des Uhrzeigers wird die Feder 2 gespannt und damit später das Ventil geöffnet. Mit dieser Einrichtung kann somit der Öffnungsdruck- beliebig eingestellt werden.

In Abb. 2 ist jener Teil der neuen Vorrichtung beschrieben, welcher Schutz gegen Drucküberschreitungen bietet. Dieser Teil ähnelt im wesentlichen dem vorher beschriebenen, nur kann der Innenraum des Federungskörpers durch einen Rohranschlüß mit einer Druckleitung verbunden werden. Die obere Kammer des Gehäuses 4' steht mit der Außenluft in Verbindung. Die Betätigungsachse am Federungskörper ist durch die Trennwand

zwischen Ober- und Unterkammer hindurchgeführt und durch einen zweiten kleinen Federungskörper 13' umgeben, der Ober- und Unterkammer· gegeneinander gasdicht absperrt, so daß die Betätigungsachse sich frei in axialer Richtung bewegen kann. Die Scheibe S' ist in vertikaler Richtung durch eine Druckfeder 2' belastet. 6' und 6 (in Abb. 1) sind Führungsbolzen, die verhindern sollen, daß sich die Scheiben 5 und 5' um ihre Hauptachsen drehen, durch welche Führung erreicht wird, daß die Dichtungen/ und 7' stets den Mündungen 8 bzw. 8' gegenüberstehen. Wie aus Abb. 3 ersichtlich ist, die einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 1 darstellt, sind noch die Löcher 9 in der Scheibe 5 vorgesehen, die zum Festhalten derselben während des Einsetzens in das Gehäuse sowie außerdem zum Druckausgleich zwischen Ober- und Unterkammer dienen, wobei der Zwischenboden des ' Gehäuses 4 dann ebenfalls Löcher trägt, die denen der Scheibe 5 entsprechen. 10' und il' sind schließlich Anschlußbolzen und Überwurfmutter zur Entnahmeleitung entsprechend 10 und 11 in der Abb. 1.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei niederem Druck ist der in der Abb. ι dargestellte Federungskörper durch seine eigene Elastizität und eine in ihm angebrachte Druckfeder, die nach dem jeweils einzustellenden Schließungsdruck von außen eingestellt werden kann, in seiner unteren Ruhelage. Die zu schützende Leitung ist durch das Ventil mit der Hauptleitung verbunden. Bei steigendem Druck wird der Federungskörper mit seiner Feder durch den auf ihn von außen lastenden Druck zusammengepreßt und nimmt die Platte 5 mit nach oben. Bei Erreichen des Schließungsdruckes ist die Platte 5 so weit gehoben, daß die Öffnung der zu schützenden Leitung 8 durch die Dichtungsscheibe 7 geschlossen wird. Zugleich gelangt hierbei die Platte 5 zum Anschlag an die Trennwand und wird bei weiterem Druckanstieg fest gegen die Trennwand gedrückt. Bei Absinken des Druckes in der Speiseleitung bis zu der eingestellten Druckgrenze wird die zu schützende Leitung wieder geöffnet.

Steht das Innere des Federungskörpers 1' (Abb. 2) unter Druck, der geringer ist als der Betätigungsdruck der Vorrichtung, so wird die Scheibe 5' durch die Feder 2' gegen die Trennwand gedrückt. Die Leitung 8' ist abgeschlossen. Erreicht oder überschreitet der Druck in 1' die Betätigungsgrenze, so überwindet der Druck im Innern von r' die Federkraft von 2' und 5' und wird von der Trennwand abgehoben. Es wird eine Verbindung hergestellt zwischen der Leitung bei 8' und der Speiseleitung, die an 10' angeschlossen wird. Bei Absinken des Druckes in 1' auf den Schließungsdruck wird die Leitung 8 durch die Platte 5' wieder geschlossen.

Das Zusammenarbeiten der Teile nach Abb. ι und 2 geschieht folgendermaßen. Die Rohrverbindung zwischen den Einzelteilen, wie sie in Abb. 1 und 2 dargestellt ist, ist aus Abb. 4 ersichtlich. Der untere Anschluß 10 ist mit der Speiseleitung verbunden; der Rohranschluß 8 des Ventils nach Abb. 1 ist mit der Leitung 8' an das Ventil nach Abb. 2 und mit der oberen Rohrverschraubung verbunden. Der Anschluß 10' führt zur Entnahmeleitung. Bei Druckanstieg ist das Ventil nach Abb. 1 geöffnet, das Ventil nach Abb. 2 geschlossen. Bei Weiteranstieg des Druckes wird bei dem eingestellten Druck das Ventil nach Abb. 2 geöffnet. Es findet ein Überströmen der beiden Ventile statt. Bei weiterem Druckanstieg in der Speiseleitung wird bei dem Druck auf das Ventil nach Abb. I dieses geschlossen, so daß nunmehr die zu schützende Leitung von der Speiseleitung abgesperrt ist. Bei Absinken des Druckes in der Speiseleitung öffnet sich das Ventil nach Abb. 1 bei seinem Nenndruck. Es tritt, da das Ventil nach Abb. 2 offen ist, Nachladen ein. Dieses Nachladen wird bei Erreichung des Nenndruckes des Ventiles nach Abb. 2 unterbrochen.

Der Fortschritt der neuen Vorrichtung ist vor allem darin zu sehen, daß durch die neuartige Verwendung der Federungskörper Kolben und Manschetten, die immer Undichtigkeiten besitzen und bei denen die Reibung zwischen Zylinder und Kolben oder Manschette die Genauigkeit der Abschlatgrenzen im ungünstigen Sinne beeinflußt, vermieden werden können. Die einfache Einstellmöglichkeit der Vorrichtung auf beliebige Schaltdrücke ist ein weiterer Vorteil derselben.

Naturgemäß kann das beanspruchte Ventil auch in entgegengesetzter Wirkungsweise arbeiten, d. h. daß das eine Teilventil bei steigendem Druck die Entnahmeleitung öffnet und bei sinkendem Druck schließt und daß in dem zweiten Ventil bei steigendem Druck in der Speiseleitung die Dichtungsplatte in der Unterkammer auf die Mündung der Steuerleitung gedrückt und bei sinkendem-

ίο Druck wieder abgehoben wird.

Eine solche Vorrichtung ist in Abb. 5 beispielsweise dargestellt: 1 ist wieder der Federungskörper, 2 die verstellbare Druckfeder, die hier allerdings auf einen Teller des

ifj Bolzens, der durch den Federungskörper geht, drückt. 3 ist die verstellbare Druckplatte. Da hier bei I der Federungskörper bei niederem Druck durch die Feder 2 nach unten gedrückt wird, ist die Platte 5 direkt mit dem Federungskörper vereinigt und schließt bis zu einer einstellbaren Druckhöhe die Mündung 8 ab und gibt sie dann bei Überschreiten der Druckhöhe frei. Teilventil II ist gegenüber der Darstellung in der Abb. 2 um i8o° gedreht. Dadurch wird der konstruktive Aufbau des Teilventils II sehr einfach.

Die Wirkungsweise dieses Doppelventils ist nun folgende: Das Ventil soll beispielsweise den Federungskörper III bei 8 atü unter Druck setzen, bei Rückgang des Druckes auf 6 atü entlasten und auch bei Drücken unter 6 atü in dieser Stellung belassen. Der Federungskörper III betätigt beispielsweise einen elektrischen Schalter, etwa zum Einschalten des Kompressors, um die Luft im Reservekessel wieder auf maximalen Druck (hier im Beispiel 8 atü) zu bringen.

Das Doppelventil arbeitet in dem gewählten Beispiele nun wie folgt: Bei Anstieg des Druckes von ο atü aufwärts ist von den Teilventilen I geschlossen und II offen; damit ist zwangsläufig III entlüftet und befindet sich in der in der Zeichnung dargestellten Lage. Sind die gewählten 6 atü erreicht, so schließt sich II, während I ebenfalls noch geschlossen ist und III in der ursprünglichen Stellung verbleibt. Bei 8 atü endlich öffnet sich I vorübergehend, II bleibt weiter geschlossen, und III wird gespannt (wodurch z. B. der Kompressormotor stillgesetzt wird). Sinkt nun der Druck in der Leitung, also auch in dem Ventile, auf 6 atü, so öffnet sich II, während I bereits wieder geschlossen ist, wodurch die Zuleitung III entlüftet und der Federungskörper III entspannt.

Beim Regler nach der neuen Erfindung befindet sich die eine obere Kammer 4 in dauernder Verbindung durch die öffnung 9 mit der Zuflußleitung 10. Eine solche Schaltung ist mit den bisher bekannten Ventilen, die ebenfalls Federungskörper verwenden, die z. B. in der französischen Patentschrift 158 beschrieben werden, nie zu erzielen, woraus zwangsläufig folgt, daß durch die neue Erfindung mehr erreicht werden kann als nach den bisher zu ähnlichen Zwecken bekannt gewordenen Einrichtungen. Auch ist zu beachten, daß besondere Schaltvorrichtungen in den Einzelventilen nach der neuen Erfindung ebenfalls nicht erforderlich sind, wodurch die Betriebssicherheit der neuen Vorrichtung wesentlich erhöht wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Druckbegrenzung von Gasen und Flüssigkeiten auf ein in engen Grenzen einstellbares Druckintervall, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Regler derart zusammengeschaltet sind, daß der eine bei steigendem Druck die Entnahmeleitung öffnet bzw. schließt, bei sinkendem Druck wieder schließt bzw. öffnet und der andere Regler gerade entgegengesetzt geschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. das eine Einzelventil (Abb. 1) mit einem Federungskörper ausgerüstet ist, der bei von außen auf ihm lastenden Druck in axialer Richtung zusammengedrückt und bei steigendem Druck wieder entspannt wird und welcher eine an ihm starr befestigte Dichtungsscheibe (7) trägt, die eine in das Innere des Ventilgehäuses hineinragende Entnahmeleitung (8) bei steigendem Druck schließt, bei fallendem Druck wieder öffnet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweiteilventil (Abb. 2) ebenfalls einen Federungskörper besitzt, der durch eine besondere Zuleitung in seinem Innenraum unter Druck gesetzt werden kann, wobei die eine Kammer (4) des Ventils durch eine Bohrung entlüftet wird und so bei steigendem Druck in der Speiseleitung die Dichtungsplatte in der Unterkammer von der Mündung abgehoben und bei sinkendem Druck wieder aufgepreßt wird. n°

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen