AT395329B - Rohrtrenner - Google Patents

Description

AT 395 329 B

DieErfindung betrifft einen Rohrtrenner für flüssige Medien mit einem zwischen seiner Eingangsseite und seiner Ausgangsseite angeordneten, zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung hin und her bewegbaren Sperrelement und mit einer, mit dem Sperrelement gekoppelten, vom Druck des Mediums an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite abhängigen Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Sperrelementes. 5 Bei einem bekannten Rohrtrenner dieser Art (US-PS 2 588 284) ist die Betätigungseinrichtung eine Kolben zylindereinheit, deren mit dem Sperrelement durch eine Stange verbundener Kolben auf der einen Seite mit dem eingangsseitigen Druck des Rohrtrenners und auf der anderen Seite mit dem ausgangsseitigen Druck des Rohrtrenners beaufschlagt ist. Die Größe der beiden Kolbenflächen ist auf eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Rohrtrenners abgestellt, sodaß die durch den ausgangsseitigen Druck auf 10 den Kolben ausgeübte Kraft solange größer ist als die durch den eingangsseitigen Druck ausgeübte Kraft, solange die Druckdifferenz den vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Wird dieser Wert überschritten, z. B. durch einen Druckabfall an der Ausgangsseite des Rohrtrenners, so überwiegt die vom eingangsseitigen Druck auf den Kolben ausgeübte Kraft, welche den Kolben samt Sperrelement aus der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegt, aus der eine Rückkehr in die Freigabestellung unter der Wirkung des eingangsseitigen Druckes unmöglich ist Dieser 15 bekannte Rohrtrenner hat zwei wesentliche Nachteile. Zum einen trennt er auch bei einem Überschreiten der vorgegebenen Druckdifferenz durch einen plötzlichen Druckstoß auf der Eingangsseite, z. B. beim Zuschalfen einer Pumpe oder anderen Druckquelle, und zum anderen führt ein Druckanstieg auf der Ausgangsseite des Rohrtrenners zu einem Ansprechen der Betätigungseinrichtung die das Sperrelement in die Freigabestellung bewegt und somit einen Durchfluß in die Gegenrichtung ermöglicht Bei diesem bekannten Rohrtrenner ist keinerlei Steuerventil für 20 die Betätigungseinrichtung vorgesehen.

Aus der DE-OS 27 47 941 ist eine, einem statt mit einem Sperrelement mit einem axial verschiebbaren KolbentrennrohrausgestattetenRohrtrennervorgeschalteteVorrichtung OhneirgendeinerVerbindungzur Betätigungseinrichtung für das Kolbentrennrohr des Rohrtrenners bekannt. Diese Vorrichtung sieht ein, in die Zuleitung zum Rohrtrenner eingesetztes Unteibrecherventil vor, dessen Ventilkörper an der Kolbenstange eines, vom Druck in die 25 Zuleitung zum Unterbrecherventil und vom Druck in der Ableitung von Rohrtrenner beaufschlagten Steuerventils befestigt ist. Beim Unterschreiten einer, durch seine Konstruktion vorgegebenen Druckdifferenz schließt dieses Steuerventil das Unterbrecherventil und öffnet gleichzeitig eine Druckentlastungsleitung, die zwischen Unterbrecherventil und Rohrtrenner von der Zuleitung abzweigt. Auf diese Weise wird beim Rohrtrenner eingangsseitig ein Druckabfall erzeugt, der den Rohrtrenner zum selbsttätigen Trennen veranlaßt. Beim Überschreiten der 30 vorgegebenen Druckdifferenz öffnet das Steuerventil das Unterbrecherventil und sperrt die Druckentlastungsleitung, worauf der dadurch beim Rohrtrenner hervorgerufene eingangsseitige Druckanstieg den Rohrtrenner dazu veranlaßt, selbsttätig die Verbindung zwischen seinem Einlaß und seinem Auslaß wieder herzustellen.

Die DE-OS 27 47 941 offenbart keinen Rohrtrenner mit einem, in die Betätigungseinrichtung für sein Sperrelement integrierten Steuerventil, welches das Ansprechverhalten der Betätigungseinrichtung verändert, 35 sondern ein, vom Rohrtrenner unabhängiges, mit einem Unterbrecherventil für die Zuleitung zum Rohrtrenner kombiniertes Steuerventil, welches bei einem zu hohen Druck an der Ausgangsseite des Rohrtrenners, der selbst nur auf einen Druckabfall an seiner Eingangsseite reagiert, einen Druckabfall in der Zuleitung zum Rohrtrenner auslöst, um im unveränderten Rohrtrenner den Trennvorgang des Kolbentrennrohres auszulösen.

Beim Rohrtrenner der DE-OS 27 47 941 wird ein Differenzdruckmeßwerk verwendet, dessen eine Seite ständig 40 mit dem eingangsseitigen Druck und dessen andere Seite ständig mit dem ausgangsseitigen Druck des Rohrtrenners beaufschlagt wird. Dies kann dazu führen, daß dann, wenn der Durchfluß des Mediums durch den Rohrtrenner und damit die Druckdifferenz zwischen dem eingangsseitigen und dem ausgangsseitigen Druck unter einen bestimmten Wert fallt, der Rohrtrenner trennt und aufgrund der durch das Trennen ansteigenden Druckdifferenz sofort wieder öffnet. 45 Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Rohrtrenner zu schaffen. Insbesondere sollen Schalt schwingungen, besonders bei niedrigen Durchflußwerten, vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch einen Rohrtrenner der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Betätigungseinrichtung ein in einer die Eingangsseite mit der Betätigungseinrichtung verbindenden Steuerleitung angeordnetes, vom eingangsseitigen und vom ausgangsseitigen Druck des 50 Mediums betätigbares Steuerventil enthält, welches durch eine Verbindungsleitung mit der Ausgangsseite verbun den ist, und eine, die Verbindung der Betätigungseinrichtung zur Eingangsseite freigebende erste Schaltstellung und eine, die Verbindung der Betätigungseinrichtung zu einem Raum fieigebende zweite Schaltstellung besitzt, wobei in diesem Raum ein kleinerer Druck herrscht, als er eingangsseitig zum Umschalten von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung erforderlich ist, und daß in der Verbindungsleitung ein vom ausgangsseitigen Druck 55 beaufschlagtes Ventil angeordnet ist, welches die Verbindungsleitung beim Unterschreiten einer bestimmten Durchflußmenge freigibt.

Diese Ausbildung gewährleistet ein sicheres Trennen des Rohrtrenners beim Unterschreiten einer vorgegebenen -2-

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Durchflußmenge. Dabei wird das vom eingangsseitigen Druck in der ersten Schaltstellung gehaltene Steuerventil über die freigegebene Verbindungsleitung vom ausgangsseitigen Druck beaufschlagt und in die zweite Schaltstellung bewegt, worauf die Betätigungseinrichtung das Sperrelement aus der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegt. Sinkt der ausgangsseitige Druck ab, so kann der eingangsseitige Druck das Steuerventil wieder in die erste S Schaltstellüng bewegen und über die Betätigungseinrichtung das Sperrelement wieder in seine Freigabestellung bewegen. Die dann die vorgegebene Durchflußmenge überschreitende Durchflußmenge betätigt das in der Verbindungsleitung angeordnete Ventil, und schließt die Verbindungsleitung.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß das Ventil an der Ausgangsseite des Rohrtrenners angeordnet ist, und einen in Durchflußrichtung des Mediums verschiebbaren Ventilkörper besitzt, der einen, in einer 10 Führungsbohrung verschiebbaren Ventilschaft zum Öffnen und Schließen der Verbindungsleitung und ein am Ventilschaft befestigtes Absperrelement zum Abspenen des Durchflusses durch den Rohrtrenner aufweist, wobei der V entilkörper zwischen einer ersten Endlage, in der er den Durchfluß abspeirt und die Verbindungsleitung freigibt, und einer zweiten Endlage, in der er den Durchfluß freigibt und die Verbindungsleitung sperrt, verschiebbar ist.

Durch diese Ausgestaltung wird das Trennen bei nicht vorliegendem Durchfluß sichergestellt, ohne daß es bei 15 geringenDuichflußwertenundkleinenDruckdifferenzenzwischendemEingangunddemAusgangdesRohrtrenners zu Schaltschwingungen kommt

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß der Ventilkörper eine Stauscheibe aufweist, wodurch die Verschiebung des Ventilköipers durch das strömende Medium verstärkt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Stauscheibe in einem Kanal angeordnet sein, dessen 20 Querschnitt an einer, von der Stauscheibe in der ersten Endlage des Ventilkörpers eingenommenen ersten Position größer istals an der, von der Stauscheibe in derzweitenEndlagedesVentilkörpers eingenommenen zweitenPosition. Durch diese Ausbildung wird der Druckabfall am Ventil verringert Zur allmählichen Verringerung des Druckabfalles kann erfindungsgemäß der Querschnitt des Kanals von der ersten Position zur zweiten Position kontinuierlich zunehmen. 25 Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Steuerventil in die zweite Schaltstellung vorgespannt ist, und daß der Druck zum Umschalten des Steuerventils von seiner zweiten in seine erste Schaltstellung höher ist als der Druck zum Umschalten des Steuerventils von seiner ersten in seine zweite Schaltstellung. Diese Ausgestaltung des Rohrtrenners sieht ein Steuerventil vor, das Schaltschwingungen durch geringfügige eingangsseitige Druckschwankungen unterbindet und damit eine genau definierte Stellung des Sperrelementes des Rohrtrenners 30 sicherstellt. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Steuerventil einen Ventilkörper besitzt, welcher miteinem, vom eingangsseitigen Druck beaufschlagten ersten Ventilelement undeinem, vom ausgangsseitigen Druck beaufschlagbaren zweiten Ventilelement verbunden ist und daß der Ventilkörper ein, in der ersten Schalt-stellungvom eingangsseitigen Druckbeaufschlagtes undauf einem ersten Ventilsitz aufliegendes drittes Ventilelement sowie ein, in der zweiten Schaltstellung vom eingangsseitigen Druck beaufschlagtes und auf einem zweiten 35 Ventilsitz aufliegendes viertes Ventilelement aufweist, wobei die jeweils wirksame Ventilfläche des ersten und des zweiten Ventilelementes jeweils größer ist als die des dritten Ventilelementes und dessen wirksame Ventilfläche größer ist als die des vierten Ventilelementes.

Diese Ausbildung des Steuerventils des erfindungsgemäßen Rohrtrenners ergibt eine Vergrößerung der nach dem Umschalten in Umschaltrichtung wirkenden Kräfte, wodurch das Umschalten definierter und schneller erfolgt. 40 Gemäß einem weiteren Meikmal der Erfindung kann das erste und das zweite Ventilelement jeweils als Membran ausgebildet sein. Mit dieser Ausbildung wird eine Verkleinerung des Steuerventils erzielt, da die Membranen nur wenig Platz beanspruchen und gleichzeitig die vom flüssigen Medium gefüllten Ventilräume nach außen abdichtet.

Schließlich kann erfindungsgemäß zum Vorspannen des Steuerventils in seine zweite Schaltstellung eine am Ventilkörper angreifende Druckfeder vorgesehen sein. 45 Durch diese Ausbildung des erfindungsgemäßen Rohrtrenners kann der Ansprechdruck für die Bewegung des

Sperrelementes in die Freigabesiedlung vor Ort auf die jeweiligen Betriebs verhältnisse eingestellt werden, ohne die Größe der wirksamen Ventil- oder Kolbenflächen verändern zu müssen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Rohrtrenner in 50 Durchflußstellung mit dem Sperrelement in der Freigabestellung, dem Steuerventil in der ersten Schaltstellung und dem Ventil in der ersten Stellung; Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Ventiles in der zweiten Stellung; und Fig. 3 eine Schnittdarsteliung des Ventiles in der ersten Stellung.

Der Rohrtrenner (1) weist einen mit einem Rohr verbindbaren Eingang (2) und einen mit einem Rohr verbindbaren Ausgang (3) auf. Zwischen Eingang (2) und Ausgang (3) ist ein hin- und herbewegbares Sperrelement 55 (4) in Form eines Schiebers vorgesehen, der einen mit dem Eingang (2) und dem Ausgang (3) verbindbaren

Verbindungskanal (5) aufweist. Der Schieber und der Verbindungskanal sind so ausgebildet, daß Eingang (2) und Ausgang (3) in der, in Fig. 1 gezeigten Freigabestellung des Schiebers (4) miteinander verbunden und in der -3-

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Sperrstellung des Schiebers (4), in der dieser in einer Richtung quer zur Verbindungslinie von Eingang (2) und Ausgang (3) verschoben ist, gegeneinander abgetrennt sind. Zur Abdichtung zwischen dem Eingang (2) und dem Schieber (4) bzw. zwischen dem Schieber (4) und dem Ausgang (3) sind jeweils geeignete Dichtungen in Form von miteinander zusammenwirkenden Flachschieberdichtungen (6), (7) mit entsprechenden Dichtringen vorgesehen. S Die Flachschieberdichtungen (6), (7) sind als Keramikplatten bzw. Keramikscheiben ausgebildet.

Der Schieber (4) reicht mit seinem einen Ende (8) in einen Zylinder (9), in dem er als Kolben (10) in Abhängigkeit von dem im Zylinder herrschenden Druck hin- und hergleiten kann.

Das Innere (21) des Zylinders (9) ist mit dem Eingang (2) über eine Steuerleitung (12) verbunden, in der ein vom eingangsseitigen und vom ausgangsseitigen Druck des Rohrtrenners (1) betätigbares Steuerventil (11) angeordnet 10 ist. Das Steuerventil (11) weist einen über die Steuerleitung (12) mit dem Eingang (2) verbundenen Ventilraum (13) auf. Der Ventilraum (13) besitzt einen ersten Abschnitt (14), in dem eingangsseitig die Steuerleitung (12) mündet und der ausgangsseitig mit einem zweiten Abschnitt (15) des Ventilraumes (13) verbunden ist. Der zweite Abschnitt (15) ist als eine Bohrung ausgebildet, die an ihrem dem ersten Abschnitt (14) abgewandten Ende in eine Bohrung (16) des Schiebers (4) mündet, die ihrerseits übereine Austrittsbohrung (17) ins Freie bzw. in einen Raum (18) führt, 15 der mit Umgebungsdruck oder doch zumindest mit einem Druck beaufschlagt ist, welcher geringer ist als der bei

Anliegen des Strömungsmediums am Eingang (2) herrschende Druck.

Auf der dem zweiten Abschnitt (15) gegenüberliegenden Seite des ersten Abschnittes (14) wird der Ventilraum (13) durch ein erstes Ventilelement (30) begrenzt, welches als am Rand im Steuerventilgehäuse (29) fest eingespannte Membrane ausgebildet ist Wie aus Fig. 1 ersichtlich besitzt das Steuerventil (11) einen durch den ersten 20 und zweiten Abschnitt des Ventilraumes (13) hindurchgeführten Ventilschaft (24), der durch die Membran (30) hindurchgeführt undmit einerWiderlagerplatte (31) und mitder Membran (30)selbstfest verbunden ist Auf der dem Ventilraum (13) abgewandten Seite der Membran (30) bildet das Steuerventilgehäuse einen Raum (32), der auf der der Membran (30) abgewandten Seite durch ein Widerlager (33) begrenzt ist. Zwischen Widerlager (33) und Widerlagerplatte (31) ist eine Druckfeder (34) angeordnet, die über die Widerlagerplatte (31) die Membran (30) und 25 damit das Steuerventil (11) in seine zweite Schaltstellung vorspannt. Der Raum (32) ist über eine Bohrung (35) durch das Steuerventilgehäuse mit der Umgebung verbunden. Die Widerlagerplatte (31) ist über eine Verbindungsstange (36) fest mit einem zweiten Ventilelement (38) in Form einer an ihren Rändern fest eingespannten und koaxial zur Membran (30) angeordneten zweiten Membran verbunden. Die der Membran (30) zugewandte Seite der Membran (38) steht über eine Bohrung (39) mit der Umgebung in Verbindung, während die der Membran (30) abgewandte 30 Seite der Membran (38) über eine Bohrung (40) und eine daran anschließende Verbindungsleitung (41) mit dem ausgangsseitigen Druck des Rohrtrenners (1) beaufschlagbar ist. Dieser Druck bewirkt gleichsinnig mit der von der Feder (34) ausgeübten Kraft eine Vorspannung des Steuerventiles (11) in Richtung auf seine zweite Schaltstellung.

Der zweite Abschnitt (15) des Ventilraumes (13) ist ferner über Querbohrungen (19), (20) mit dem Inneren (21) des Zylinders (9) verbunden. Der zweite Abschnitt (15) weist ferner an seinem dem ersten Abschnitt (14) 35 zugewandten Ende einen ersten Ventilsitz (22) und an seinem der Bohrung (16) zugewandten Ende einen zweiten

Ventilsitz (23) auf. Auf dem durch den zweiten Abschnitt (15) hindurchgeführten Ventilschaft (24) ist ein mit dem ersten Ventilsitz (22) zusammenwirkendes drittes Ventilelement (26) angeordnet, dessen Abstand von von einem mit dem zweiten Ventilsitz (23) zusammenwirkenden, an dem vom ersten Abschnitt (14) abgewandten Ende des Ventilschaftes (24) angeordneten vierten Ventilelement (25) größer ist, als der Abstand der beiden Ventilsitze (22), 40 (23). Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist die dem rasten Abschnitt (14) zugewandte Oberfläche (27) des dritten

Ventilelementes (26) größer als die über dem zweiten Abschnitt (15) beaufschlagbare Fläche (28) des vierten Ventilelementes (25).

Auf der Ausgangsseite (3) ist ein Ventil (42) zur Steuerung des Druckes in der Verbindungsleitung (41) angeordnet. Dieses Ventil ist in den Fig. 2 und 3 im Detail dargestellt. Das Ventil (42) dient dazu, bei Unterschreiten 45 eines bestimmten Durchflusses vom Eingang (2) zum Ausgang (3) zunächst die Verbindungsleitung (41) mit dem Ausgang (3) zu verbinden, sodaß das Steuerventil (11) über die Bohrung (40) mit dem ausgangsseitigen Druck beaufschlagbar ist, und daraufhin die Ausgangsseite zum Schieber (4) hin abzudichten. Zu diesem Zweck besitzt das Ventil (42) ein erstes Absperrventil (43) zum Absperren der Verbindung vom Kanal (5) zur Ausgangsseite (3) und ein mit dem ersten Absperrventil (43) verbundenes zweites Absperrventil (44) zum Öffnen und Schließen der 50 Verbindung der Verbindungsleitung (41) mit der Ausgangsseite (3).

Das erste Absperrventil (43) weist ein Absperrelement (45) mit einem auf einer Stirnseite geschlossenen Hohlzylinder auf, der auf seiner Außenseite eine Ringdichtung (46) trägt und mit einem Ventilsitz (47) zusammenwirkt. Der Ventilsitz (47) ist an der Zulaufseite des Ausganges (3) angeordnet und ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildet, dessen Innendurchmesser so gewählt ist, daß das Absperrelement (45) in den Ventilsitz (47) frei 55 hineinbewegbar und darin mittels der Ringdichtung (46) abdichtbar ist

Zwischen der Ringdichtung (46) und der geschlossenen Stirnfläche besitzt das Absperrelement (45) eine radiale Bohrung (48). Auf der dem Ventilsitz (47) äbgewandten Seite ist am Absperrelement (45) ein Ventilschaft (49) -4-

AT 395 329 B befestigt, der in einer in Strömungsrichtung angeordneten Führungsbohrung (50) in einer Halterung (51) verschiebbar gelagert ist Durch eine Feder (52') wird das Absperrelement (45) zum Ventilsitz (47) hin vorgespannt.

Das zweite Absperrventil wird durch das Zusammenwirken des Ventilschaftes (49) mit einer das an das Ventil (42) angrenzende Ende der Leitung (41) bildenden Querbohrung (52) gebildet Die Querbohrung (52) bildet eine 5 Verbindung der Führungsbohrung (50) mit der Verbindungsleitung (41) und mündet in die Führungsbohrung (50) in der Nähe des dem Ventilsitz (47) abgewandten Endes der Führungsbohrung (50). An diesem Ende ist die Führungsbohrung zur Ausgangsseite hin offen. Die Länge des Ventilschaftes (49) ist so gewählt daß dann, wenn das Absperrelement (45) ganz in den Ventilsitz (47) hineinbewegt ist, der Ventüschaft (49) die Querbohrung (52) gerade nicht mehr abdeckt und damit die Verbindung von Querbohrung (52) mit der Ausgangsseite über das freie Ende des 10 Kanales (50) herstellt Durch diese in Fig. 2 gezeigte Stellung ist die erste Endstellung des Ventiles (42) festgelegt.

Die zweite in Fig. 3 gezeigte Endstellung ist dadurch definiert daß das Absparelement (45) aus dem Ventilsitz (47) herausbewegt ist und der Ventilschaft (49) die Querbohrung (52) verschließt Die gegenseitige Dichtung erfolgt durch eine Ringdichtung (53) auf dem Ventilschaft (49) sowie eine die Führungsbohrung (50) zwischen der Querbohrung (52) und dem freien Ende der Führungsbohrung (50) umschließende Ringdichtung (54). 15 Die beiden Absperrventile (43), (44) sind so realativ zueinander ausgebildet daß es eine positive Überschneidung gibt wenn das Ventil (43) mit seinem Dichtring (46) vor dem Austauchen aus dem Zylinder (47) gerade noch mit diesem in Eingriff steht. In dieser Stellung ist das Ventil (44) bereits dadurch geschlossen, daß der Ventilschaft (49) an dar Dichtung (54) anliegt und somit die Öffnung zur Verbindungsleitung (41) hin abschließt.

Das Ventil (42) ist mit seiner Halterung (51) in einem Strömungskanal (55) angeordnet und weist zwischen 20 Absperrelement (45) und Ventilschaft (49) eine Stauscheibe (56) auf, deren Außendurchmesser etwas kleiner ist als da- Innendurchmesser des Kanales (55), so daß zwischen Stauscheibe (56) und der Kanalinnenwand ein Spalt (57) gebildet ist. Der Kanal (55) ist von der Stelle, an der sich die Stauscheibe (56) in einer Zwischenstellung des Ventiles (42) befindet, zu der Stelle hin erweitert, an der sich die Stauscheibe (56) in der zweiten Endstellung des Ventiles (42) befindet, so daß der Spalt (57) in der zweiten Endstellung des Venüles (42) vergrößert ist Zur vollständigen 25 Abdichtung ist zwischen Stauscheibe (56) und Absperrelement (45) eine Flachdichtung (58) angeordnet, die in der ersten Endstellung des Ventiles (42) an der Stirnseite des Ventilsitzes (47) anliegt und damit ein vollständiges Absperren des ersten Absperrventües (43) bewirkt.

Die Stauscheibe hat einen wirksamen Querschnitt, der etwa dem Zwei- bis Dreifachen des wirksamen Querschnittes des Ventiles (43) in der geschlossenen ersten Endstellung entspricht Dadurch wird erreicht, daß nach 30 dem Austauchen der Dichtung (46) aus dem Zylinder (47) ein wesentlich geringerer Druck zur Überwindung der Spannung der Feder (52') ausreicht und somit der Druckabfall wesentlich geringer ist

Der Schieber (4) weist auf seinem dem Kolben (10) abgewandten unteren Ende eine Widerlagerplatte (59) auf, an der eine an einer gehäusefesten Platte (60) anliegende Druckfeder (61) angreift. Die Widerlagerplatte (59) ist seitlich in einen gehäusefesten Führungszylinder (62) geführt 35 Die Vorspannung der Druckfeder (52') ist so gewählt, daß das Ventil (43) so lange geschlossen ist bis auf der

Eingangsseite (2) der Druck des Mediums mehr als eine vorgewählte Druckdifferenz größer ist als der Druck auf der Ausgangsseite (3). Vorzugsweise wird die Druckdifferenz als Sicherheitsdruck von 0,5 bar gewählt

Die Membran (38) hateinederartigeGröße, daß durch das Anliegen des über dieLeitung (41) angelegten Druckes die Kraft ans Feder (34) und Beaufschlagung des Mediums der Membran (30) durch das Medium im Raum (13) 40 überwunden wird, sobald die Druckdifferenz von Druck an der Eingangsseite (2) und Druck an der Ausgangsseite (3) die genannte Druckdifferenz, also insbesondere den vorgewählten Sicherheitsdruck erreicht bzw. unterschreitet In diesem Moment schaltet also das Steuerventil (11) aus der in Fig. 1 gezeigten ersten Schaltstellung in die entgegengesetzte zweite Schaltstellung, was zur Folge hat daß das Sperrelement (4) aus der in Fig. 1 gezeigten Freigabestellung in die Sperrsteilung umschaltet 45 Im Betrieb wird der Rohrtrenner (1) in eine Flüssigkeitsleitung eingesetzt so daß der Eingang (2) mit dem flüssigen Medium beaufschlagt wird. Befindet sich, was unter noch zu erläuternden Bedingungen der Fall ist, der Schieber (4) in der in Fig. 1 gezeigten Freigabestellung, dann tritt das Medium durch den Verbindungskanal (5) hindurch und fließt durch das Ventil (42) über den Ausgang (3) zum Verbraucher. Gleichzeitig fließt das Medium über die Steuerleitung (12) in den Ventilraum (13) und übt auf die Membran (30) eine Kraft in Richtung der ersten 50 Schaltstellung des Ventiles (11) aus. Dieser Kraft entgegengerichtet ist die durch die Feder (34) und die vom Druck über die Bohrung (40) auf die Membran (38) ausgeübte Kraft Übersteigt der über die Steuerleitung (12) am Steuerventil (11) vorliegende Druck den an der Bohrung (40) vorliegenden Druck um ein bestimmtes Maß, das von den Flächen der Membranen (30), (38) und der Vorspannung der Feder (34) vorgegeben wird, dann wird das Steuerventil (11) in seine in Fig. 1 gezeigte erste Schaltstellung bewegt. In dieser Schaltstellung ist das Zylinderinnere 55 (21) über die Querbohrungen (19), (20), den Ventilraum (13) und die Steuerleitung (12) mit dem eingangsseitigen

Druck beaufschlagt. Die Vorspannung der Feder (61) ist so gewählt, daß sich der Schieber (4) in dieser Ventilstellung in dar in Fig. 1 gezeigten Freigabestellung befindet, wenn eingangsseitig ein Druck vorliegt, der demjenigen Druck -5-

AT 395 329 B entspricht, welcher am Eingang (2) harscht, wenn das Strömungsmedium an da Eingangsseite mit vollem Druck anliegt. Unterschreitet der am Eingang (2) herrschende Druck einen vorgegebenen Wat, dann wird das Steuerventil (11) durch gemeinsame Wirkung da Feda (34) und des Druckes an da Bohrung (40) in die zweite Schaustellung bewegt, in da da erste Abschnitt (14) durch das dritte Ventilelanait (26) vom zweiten Abschnitt (15) getrennt und 5 da Zylindainnenraum (21) durch Abheben des viaten Ventilelementes (25) vom zweiten Ventilsitz (23) mit der

Bohrung (16) verbunden wird. Dadurch nimmt der Druck im Zylindainnenraum (21) ab, so daß die Feder (61) den Schieber (4) in seine zweite Stellung bewegt, in der der Kanal (5) so weit quer zum Eingang (2) und Ausgang (3) verschoben wird, daß der Schieber (4) den Eingang (2) vom Ausgang (3) mittels da Flachdichtungen (6), (7) trennt.

Das Steuerventil (11) und damit der Schieber (4) waden jedoch auch immer dann von da ersten Schaltstellung 10 in die zweite Schaltstellung bewegt, wenn der Durchfluß vom Eingang (2) zum Ausgang (3) einen bestimmten Wert unterschreitet Sinkt da Durchfluß, dann sinkt ebenfalls die Differenz des Druckes am Eingang (2) und des Druckes am Ausgang (3). Gleichzeitig sinkt ebenfalls die auf das Ventil (42) durch die Anströmung ausgeübte Kraft, so daß die Feder (52') das Absparelement (45) zum Ventilsitz (47) hin bewegt Bei dieser Bewegung wird die Verbindung daBohrung (40) über die Verbindungsleitung (41) und dieQueibohrung(52) mit dem Ausgang (3) vom Ventilschaft 15 (49) ast dann fieigegeben, wenn die Ringdichtung (46) am Ventilsitz (47) anliegt Zu diesem Zeitpunkt ist noch ein

Durchfluß möglich, der durch den Durchmessa da Bohrung (48) vorbestimmt ist Bei Öffnen des zweiten Absperrventiles (44) durch die Bewegung des Ventilschaftes (49) beaufschlagt der angestiegene ausgangsseitige Druck die Membran (38) und bewegt dadurch das Steuerventil (11) in seine zweite Schaltstellung, wodurch der Schieber (4) in der oben beschriebenen Weise in seine Sperrsteilung bewegt wird. Damit sinkt der Durchfluß auf den 20 Wert Null und das erste Absperrventil (43) wird von der Feder (52') zum Anlegen der Fiachdichtung (58) an den Ventilsitz (47) gedrückt, wobei das dabei zu verdrängende Volumen über die Bohrung (48) entweichen kann, bis die vollständige Abdichtung erreicht ist

Sinkt der ausgangsseitige Druck beispielsweise durch Öffnen eines Entnahmehahnes wieder ab, dann sinkt dadurch, daß sich das zweite Absperrventil (44) in geöffneter Stellung befindet ebenfalls der Druck an der Bohrung 25 (40) des S teuerventiles (11) ab und der eingangsseitige Druckkann das Steuerventil (11) in seine erste Schaltstellung unddamitauch in der beschriebenen Weiseden Schieber in dieFreigabestellung bewegen. Durch diedamit am ersten Absperrventil (43) anliegende Druckdifferenz wird dieses dann, wenn der Durchfluß das durch die Bohrung (48) vorgegebene Maß übersteigt, vom Ventilsitz (47) weggedrückt und gleichzeitig das zweite Absperrventil (44) geschlossen. Dadurch kann der bei geringem Durchfluß eventuell wiederansteigende ablaufseitige Druck nicht zur 30 Bohrung (40) gelangen und ein erneutes Umschalten des Rohrtrenners in die Trennstellung bewirken.

Diebeschriebene Ausbildung des Ventiles (42) bewirktalso ein Trennen des Rohrtrenners bei nicht vorliegendem Durchfluß, ohne daß bei geringen Durchflußwerten und daraus resultierendem kleinen Differenzdruck zwischen Eingang (2) und Ausgang (3) Schaltschwingungen auftreten können. Um Schaltschwingungen auch bei leichten Schwankungen des eingangsseitigen Druckes zu vermeiden, ist das Steuerventil (11) in der beschriebenen Weise 35 ausgebildet. Die Funktionsweise kann dabei folgendermaßen dargestellt werden:

In der in Fig. 1 gezeigten ersten Ventilstellung übt das Medium vom Eingang (2) über die Steuerleitung (12) einerseits entgegen der durch die Feder (34) und die Membran (38) ausgeübten Kraft einen Druck auf die Membran (30) und andererseits durch Beaufschlagen der Ventilfläche (28) einen Druck in Richtung der von der Feder (34) und der Membran (38) ausgeübten Kraft aus. Da die Rache der Membran (30) wesentlich größer ist als die Fläche (28), 40 ergibt sich eine der Kraft der Feder (34) und der Membran (38) entgegengerichtete resultierende Kraft. Schaltet das

Steuerventil (11) in diezweite Schaltstellung um, dann übtdas eingangsseitige Medium wiederum durch Beaufschlagen der Membran (30) eine Kraft entgegengesetzt der Kraft der Feder (34) und der Membran (38) und darüber hinaus durch Beaufschlagen der Fläche (27) eine Kraft in Richtung der Kraft der Feder (34) und der Membran (38) aus. Da die Fläche (27) größer ist als die Fläche (28), ist die resultierende - Kraft in der zweiten Stellung kleiner als in der 45 ersten Stellung. Das bedeutet, daß zum Wiederumschalten des Steuerventiles aus der zweiten Schaltstellung in die in Fig. 1 gezeigte erste Schaltstellung ein höherer eingangsseitiger Druck erforderlich ist als zum Umschalten des Steuerventiles (11) aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung. In analoger Weise wird die resultierende Kraft nach Umschalten des Steuerventiles aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung größer. Das heißt also, daß die nach dem Umschalten auf das Steuerventil wirkenden Kräfte sich in der Umschaltrichtung noch 50 vergrößern und das Steuerventil in der umgeschalteten Stellung halten. Dadurch wird erreicht, daß die Umschaltung des Steuerventiles (11) und damit des Schiebers (4) bei eingangsseitigen Druckänderungen schneller und definiert erfolgt Ferner wird erreicht, daß auch in einem das Umschalten des Steuerventiles bzw. des Sperrschiebers bewirkenden Druckgrenzbereich ein Rattern des Steuerventiles bzw. des Schiebers und somit eine nicht eindeutige Stellung des Schiebers vermieden wird. -6- 55

Claims (9)

1. AT 395 329 B PATENTANSPRÜCHE 5 1. Rohrtrenner für flüssige Medien miteinem zwischen seiner Eingangsseite und seiner Ausgangsseite angeordneten, 10 zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung hin und her bewegbaren Sperrelement und mit einer, mit dem Sperrelement gekoppelten, vom Druck des Mediums an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite abhängigen Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Sperrelementes, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein, in einer die Eingangsseite mit der Betätigungseinrichtung verbindenden Steuerleitung (12) angeordnetes, vom eingangsseitigen und vom ausgangsseitigen Druck des Mediums betätigbares Steuerventil (11) enthält, welches 15 durch eine Verbindungsleitung (41) mit der Ausgangsseite verbunden ist, und eine, die Verbindung der Betätigungs einrichtung zur Eingangsseite freigebende erste Schaltstellung und eine, die Verbindung der Betätigungseinrichtung zu einem Raum (18) freigebende zweite Schaltstellung besitzt, wobei in diesem Raum (18) ein kleinerer Druck herrscht, als er eingangsseitig zum Umschalten von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung erforderlich ist, und daß in der Verbindungsleitung (41) ein vom ausgangsseitigen Druck beaufschlagtes Ventil (42) angeordnet 20 ist, welches die Verbindungsleitung (41) beim Unterschreiten einer bestimmten Durchflußmenge freigibt.
2. 2. Rohrtrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (42) an der Ausgangsseite (3) des Rohrtrenners angeordnet ist, und einen in Durchflußrichtung des Mediums verschiebbaren Ventilkörper besitzt, der einen, in einer Führungsbohrung (50) verschiebbaren Ventilschaft (49) zum Öffnen und Schließen der Verbindungs- 25 leitung (41) und ein am Ventilschaft (49) befestigtes Absperrelement (45) zum Absperren des Durchflusses durch den Rohrtrenner aufweist, wobei der Ventilkörper zwischen einer ersten Endlage, in der er den Durchfluß absperrt und die Verbindungsleitung (41) freigibt, und einer zweiten Endlage, in der er den Durchfluß freigibt und die Verbindungsleitung (41) sperrt, verschiebbar ist.
3. 3. Rohrtrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper eine Stauscheibe (56) aufweist.
4. 4. Rohrtrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauscheibe (56) in einem Kanal (55) angeordnet ist, dessen Querschnitt an einer, von der Stauscheibe (56) in der ersten Endlage des Ventilkörpers eingenommenen ersten Position größer ist als an der, von der Stauscheibe (56) in der zweiten Endlage des Ventilkörpers eingenom- 35 menen zweiten Position.
5. 5. Rohrtrenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kanals (55) von der ersten Position zur zweiten Position kontinuierlich zunimmt.
6. 6. Rohrtrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11) in die zweite Schaltstellung vorgespannt ist, unddaß der Druck zum Umschalten des Steuerventils (11) von seiner zweiten in seine erste Schaltstellung höher ist als der Druck zum Umschalten des Steuerventils (11) von seiner ersten in seine zweite Schaltstellung.
7. 7. Rohrtrenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11) einen Ventilkörper besitzt, welcher mit einem, vom eingangsseitigen Druck beaufschlagten ersten Ventilelement (30) und einem, vom ausgangsseitigen Druck beaufschlagbaren zweiten Ventilelement (38) verbunden ist und daß der Ventilköiper ein, in der ersten Schaltstellung vom eingangsseitigen Druck beaufschlagtes und auf einem ersten Ventilsitz (22) aufliegendes drittes Ventilelement (26) sowie ein, in der zweiten Schaltstellung vom eingangsseitigen Druck 50 beaufschlagtes und auf einem zweiten Ventilsitz (23) aufliegendes viertes Ventilelement (25) aufweist, wobei die jeweils wirksame Ventilfläche des ersten und des zweiten Ventilelementes (30,38) jeweils größer ist als die des dritten Ventilelementes (26) und dessen wirksame Ventilfläche (27) größer ist als die des vierten Ventilelementes (25).
8. 8. Rohrtrenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Ventilelement (30,38) jeweils als Membran ausgebildet ist. -7- AT395 329 B
9. 9. Rohrtrenner nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vorspannen des Steuerventils (11) in seine zweite Schaltstellung eine am Ventilkörper angretfende Druckfeder (34) vorgesehen ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -8-