DE597363C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil, z. B. zum Einbau in Pumpenanlagen, bei denen es die Überschreitung eines zulässigen Höchstdruckes in der Stauleitung vermeiden soll.

Bei solchen Sicherheitsventilen wirkt auf den Ventilteller eine Feder- oder Gewichtsbelastung, die auf den höchst zulässigen Druck eingestellt ist und das Ventil bis zum Erreichen dieses Druckes geschlossen hält. Sobald der Druck diesen zulässigen Höchstbetrag übersteigt, wird das Ventil aufgestoßen. Infolge der dann einsetzenden Ausströmung sinkt der Druck. Damit wird auch diejenige Kraft, die das Ventil gegen Feder- oder Gewichtsbelastung öffnet, kleiner, so daß das Ventil noch vor Erreichen der gewünschten Entlastung wieder ganz oder teilweise schließt.

Zur Vermeidung dieses Mangels wird der Erfindung gemäß nach öffnen des Ventiltellers

auf diesen eine in Öffnungsrichtung wirkende zusätzliche Kraft ausgeübt, die dem Druckabfall auf der dem Überdruck zugekehrten Seite des Ventiltellers entspricht. Bei Sicherheitsventilen, bei denen der Ventilteller mit einem Steuerkolben verbunden ist, der unter der Wirkung des auf der Überdruckseite der Leitung herrschenden Druckes steht, ist zu diesem Zweck der Erfindung gemäß ein Hilfsventil vorgesehen, das sich unter Wirkung des Überdruckes öffnet, so daß von dem bei geschlossenem Hauptventil auf beiden Seiten gleichen Druck der Druck auf der dem Hauptventilteller abgekehrten Kolbenseite um so viel sinkt, wie dem (dynamischen) Druckabfall auf der Überdruckseite des Hauptventiltellers entspricht.

Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 steuert den Durchlaß von der Druckleitung 1 in die Niederdruckleitung 2 das Hauptventil 3. Auf die Ventilspindel 4 ist ein Steuerkolben 5 aufgesetzt, der in einem Zylinder 6 verschiebbar geführt ist. Die Ventilspindel 4 ist durch den Zylinder 6 hindurch nach oben bis in eine Führungsbüchse 9 hinein verlängert, die in einen Kopf 10 eines am Zylinder 6 gehaltenen Gehäuses

11 eingeschraubt ist. An der Führungsbüchse 9 stützt sich eine Schraubenfeder 8 ab, die mittels eines Tellers 7 auf das Ventil 3 in Schließrichtung wirkt.

Der Zylinder 6 ist zu beiden Seiten des Kolbens 5 an die Druckleitung 1 angeschlossen, und zwar durch zwei Leitungen 17 und 19 und eine gemeinsame Leitung 16. Der Zylinderraum 21 oberhalb des Kolbens 5 ist durch einen Deckel

12 abgeschlossen. In diesen Deckel ist das Hilfsventil 13 eingesetzt, dessen Spindel 14 bis zu dem Kolben 5 geführt ist und mittels einer Feder

15 geschlossen gehalten wird, solange das Hauptventil 3 geschlossen ist, solange also die Teile die in Abb. ι gezeigte Stellung innehaben.

Ein in die Zweigleitung eingeschaltetes Ventil 20 wird so eingestellt, daß der Druck unter dem Kolben 5, also in dem Zylinderraum i8, stets gleichbleibt. Außerdem hat das Ventil 20 den Zweck, den Zustrom aus der Leitung 1 zu dem Zylinderraum 21 über dem Kolben 5 zu drosseln. Durch eine solche Drosselung kann der Druckabfall im Zylinderraum 21 und damit die Wirkungsweise des ganzen Sicherheitsventiles geregelt werden.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Bei geschlossenem Ventil3 wird dieses je nach der Höhe des in der Leitung 1 herrschenden Überdruckes durch die Feder 8 stärker oder schwächer auf seinen Sitz gedrückt. Die Belastungen des Steuerkolbens 5 sind bei geschlossenem Ventil ausgeglichen, da sowohl auf der unteren Kolbenseite, d. h. im Zylinderraum 18, als auch auf der oberen Kolbenseite, d.h. im Zylinderraum 21, der gleiche Druck, und zwar der Überdruck in der Leitung 1, herrscht.

Dieser hat nämlich durch die Leitung 16 und die beiden Zweigleitungen 17 und 19 freien Zutritt über und unter den Steuefkolben 5.

Sobald der Überdruck in der Leitung 1 die zulässige obere Grenze, auf die die Feder 8 eingestellt ist, erreicht, wird der Ventilteller 3 in bekannter Weise durch den Überdruck aufgestoßen, so daß der Überdruck in der Leitung 1 in eine Niederdruckleitung 2, z. B. bei einer Pumpenanlage in die Saugleitung, entweichen

kann. Würde nun nach der durch den Überdruck bewirkten Öffnung des Ventiltellers 3 der Druck zu beiden Seiten des Steuerkolbens 5 ungeändert gleichbleiben, so würde sich das Ventil 6 ganz oder teilweise schließen, weil durch die Strömung aus der Leitung 1 in die Leitung 2 nach dem Öffnen des Ventiltellers der Druck auf der der Leitung 1 zugekehrten Seite des Tellers sinkt, also kleiner wird als derjenige Druck, der notwendig war, um das Ventil aufzustoßen. Infolge dieses Absinkens des Druckes würde die Kraft der Feder 8 überwiegen und das Ventil, wie gesagt, wieder ganz oder teilweise schließen.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung bleibt aber nun die Belastung des Ventiltellers 3 nach dem Öffnen nicht unverändert, vielmehr stellt sie sich selbsttätig entsprechend der Abnahme des Druckes auf der der Leitung 1 zugekehrten Seite des Ventiltellers ein. Beim Öffnen des Ventiltellers 3 wird nämlich der Steuerkolben 5 mitgenommen, also aufwärts bewegt, und dadurch wird wieder das Hilfsventil 13 geöffnet. Das bisher unter dem Überdruck der Leitung 1 stehende Medium in dem oberen Zylinderraum kann also ausströmen (es wird bei dem dargestellten -Beispiel durch eine Leitung 22 in die Niederdruckleitung 2 geleitet). Der Druck in dem Raum 21 sinkt also, während der Druck im Zylinderraum 18 unter dem Steuerkolben 5 gleich- oder nahezu gleichbleibt, jedenfalls den Druck oberhalb des Kolbens so viel überwiegt, wie dem Abfall des Druckes unter dem Ventilteller 3 entspricht. Es nimmt also gewissermaßen der Steuerkolben 5 den j enigen Teil der Federbelastung auf, der sonst das vorzeitige Schließen des Ventiltellers 3 infolge der dynamischen Druckveränderungen verursachen würde.

Im Prinzip in derselben Weise arbeitet auch die'Vorrichtung nach Abb. 2. Hier erfolgt die Steuerung des Hilfsventils nicht durch den Steuerkolben 5, sondern durch einen besonderen Hilfskolben 29, der unter denselben Druckeinwirkungen wie der Ventilteller 3 steht. Während bei der Ausführungsform nach Abb. 1 das Ventil 13 durch den Druck geöffnet wird, der auf die Unterseite des Kolbens 5 wirkt, wird bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ein dem Hilfsventil 13 entsprechender Schieber 37 durch den auf dem Hilfskolben 29 lastenden Druck geöffnet. Solange der Druck in. der Druckleitung ι die höchst zulässige Grenze nicht übersteigt, wird das Ventil 3 durch den Kolben 5 geschlossen gehalten, auf dem der Druck in der Druckleitung 1 lastet. Dieser Druck pflanzt sich aus der Leitung 1 über die Nebenleitung 25 in den Raum 26 fort. Sobald der Druck die höchst zulässige Grenze überschreitet, wird der Kolben 29 unter Überwindung des Widerstandes der Feder 35 aufwärts geschoben, der Schieber 37 also so verschoben, daß er den Durchtritt aus dem Raum 26 oberhalb des Kolbens in die Niederdruckleitung 2 freigibt. Damit wird, genau so wie bei der Ausführungsform nach Abb. 1, die in Schließrichtung auf das Ventil 3 wirkende Kraft vermindert.

Der Zutritt aus der Druckleitung 1 in den Raum 26 kann auch bei dieser Ausführungsform mehr oder weniger gedrosselt werden. Dem Ventil 20 bei der Ausführungsform nach Abb. 2 entspricht ein Nadelventil 28. Die Durchströmöffnung 27 wird mittels des Ventils 28 so eingeregelt, daß der Zustrom durch den Nebenkanal 25 aus der Druckleitung ι langsamer erfolgt als der Abfluß aus der Kammer 26 über dem Zylinder 37.

Durch die Entlastung in der Kammer 26 wird das Ventil 3 aufgestoßen. Sobald der Druck in der Leitung 1 auf die zulässige Grenze oder unterhalb dieser gesunken ist, wird der Kolben 29 von der Feder 35 wieder in seine Anfangslage nach Abb. 2 zurückgeschoben. Damit wird der Abfluß aus der Kammer 26 in die Niederdruckleitung abgesperrt, so daß der Druck in der Kammer 26 durch den Zustrom durch die Öffnung 27 wieder ansteigt und den Kolben 5 abwärts schiebt, d. h. das Ven-

til 3 auf seinen Sitz drückt. Zum schnellen Senken des Kolbens und schnellen Schließen des Ventils 3 empfiehlt es sich, eine regelbare Feder38 vorzusehen, die auf die Ventilspindel 4 in Schließrichtung drückt. Zum längeren willkürlichen Offenhalten des Ventils 3 kann eine Stange 40 vorgesehen werden, die in eine Gewindebuchse 41 verschraubt werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist der Druck unter dem Hilfskolben 29 etwa gleich dem Druck unter dem Ventilteller 3. Nach Öffnen des Ventils 3, d. h. also nach Abfallen des Druckes unter diesem, ist der Druck auf den Kolben 29 nicht mehr genau demjenigen Druck gleich, der zum Verschieben des Kolbens 29 erreicht werden muß. Etwaige hierauf zurückzuführende Unregelmäßigkeiten- können dadurch beseitigt werden, daß der Raum unter dem Ventil 29 durch . eine Wand 42 von dem Raum unter dem Ventil 3 abgesperrt und durch eine Leitung 43 an eine Stelle der Leitung 1 angeschlossen wird, bei der der Druck nicht dem Einfluß der Strömung am Ventil unterworfen ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Sicherheitsventil mit durch Feder- oder Gewichtsbelastung bis zum Erreichen des zulässigen Höchstdruckes geschlossen gehaltenem Ventilteller und mit einem mit diesem verbundenen Steuerkolben, der unter der Wirkung des auf der Überdruckseite der Leitung herrschenden Druckes steht, gekennzeichnet durch ein Hilfsventil (13 bzw. 37), das sich unter Wirkung des Überdruckes öffnet, so daß von den bei geschlossenem Hauptventil (3) auf beiden Kolbenseiten (18, 21) gleichen Drucken der Druck auf der dem Ventilteller abgekehrten Kolbenseite (21) um so viel sinkt, wie dem Druckabfall auf der Überdruckseite (1) des Hauptventils (3) entspricht.
2. 2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eine von der Überdruckleitung (1) zu der dem Ventilteller (3) abgekehrten Kolbenseite führenden Leitung (16, 19 oder 25) ein Drosselventil, vorzugsweise Nadelventil (20 oder 28), eingeschaltet ist.
3. 3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Hilfsventils (13) von dem Steuerkolben (5) aus erfolgt^; (Abb. 1).
4. 4. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (37) mit einem Hilfskolben (29) verbunden ist, der, wie der Ventilteller (3), auf einer Seite unter dem Überdruck und auf der anderen unter dem Niederdruck steht und der durch eine Feder- oder Gewichtsbelastung in der der Schließstellung des Hilfsventils (37) entsprechenden Stellung gehalten wird (Abb. 2).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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