DE19815248A1 - Überdrucksicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überdrucksicherung die einen unzu­ lässigen Überdruck in einen abgeschlossenen Raum mit dop­ pelter Absperrung oder in einem abgesperrten Rohrabschnitt, vorzugsweise in einem Armaturengehäuse, verhindert.

Bei mit flüssigem Medium gefüllten und geschlossenem Arma­ turengehäuse mit doppelter Absperrung, wie beispielsweise Schiebern, Rohrabschnitten oder Behältern, die beidseitig abge­ sperrt sind, kann es bei Temperaturerhöhung durch Volumenaus­ dehnung zu einer unzulässigen Druckerhöhung und damit zu einer für die das Medium umschließenden Gehäuseteile zu einer un­ zulässigen Belastung bis zum Bersten kommen.

Bekannt sind Überdrucksicherungen für Armaturengehäuse, die das Medium bei Überdruck an die Umgebung abführen. Nachteilig ist daran, daß das Medium in die Umwelt gelangt und daß solche einfachen Überdrucksicherungen zur Verwendung für umweltschädliche oder giftige Medien ungeeignet sind.

Bekannt sind weiterhin Überdrucksicherungen für Armaturenge­ häuse, die sich bei unzulässig hohem Überdruck selbsttätig öffnen und dabei so gestaltet und so angeordnet sind, daß sie bei Über­ druck Medium in einen anderen, geringer druckbeaufschlagten Raum außerhalb des Armaturengehäuses, wie zum Beispiel in angeschlossene Rohrleitungen ableiten und in das System zurückführen (DE 26 51 986).

Nachteilig ist bei diesen Überdrucksicherungen, daß sie in ihrer konstruktiven Gestaltung relativ aufwendig sind und keine indi­ viduelle, dem Verwendungszweck optimal anpaßbare Einstellung des maximalen Druckniveaus oder einer einstellbaren Druck­ differenz erlauben. Darüber hinaus lassen sich diese Überdruck­ sicherungen nur schwierig in ein Armaturengehäuse integrieren.

Problem der Erfindung ist es, eine Überdrucksicherung für Armatu­ rengehäuse zu schaffen, die ein im Armaturengehäuse befind­ liches eingeschlossenes Medium, insbesondere flüssiges Medi­ um, in Schließstellung der Armatur bei einem unzulässigen Über­ druck intern über Kanäle im Armaturengehäuse oder über Hilfs­ leitungen in das Rohrleitungssystem zurückführt.

Erfindungsgemäß wird das Problem, wie mit den Patent­ ansprüchen angegeben, gelöst.

Die Überdrucksicherung läßt sich auch innerhalb eines Arma­ turengehäuseoberteils 21 anordnen, wobei der Einlaß 13 und Druckstutzen 4 zum Inneren des Armaturengehäuseoberteils 21 geöffnet ist und der Ablaßstutzen 5 über Kanäle im Armaturenge­ häuseoberteil 21 und in der Armatur 23 verbunden ist, so daß das im Armaturengehäuseoberteil 21 befindliche Medium 24 über die Überdrucksicherung bei Erreichen eines unzulässigen Überdrucks in das System zurück entweichen kann. Ein unzulässiger Überdruck des Mediums 24 im Armaturenge­ häuseoberteil 21 wird über den Einlaß 13 und über den Hohlraum der Ventilkolbenstange 11 und die Öffnung 12 auf die Unterseite des mittels dynamischer Dichtungen gegenüber der Grundplat­ te 14 und dem Ventilteller der Ventilkolbenstange 11 abgedich­ teten Kolbens 7 gegen den Widerstand der Feder 8 ein. Der Widerstand der Feder 8 beziehungsweise deren Vorspannung ist mittels der Stellschraube 10 stufenlos einstellbar und damit den verschiedenen Einsatzbedingungen der Überdrucksicherung anpaßbar. Die Gestaltung des Kolbens 7 mit einer vielfach größeren mediumdruckwirksamen Fläche als der des Ventiltellers 15 erlaubt einerseits die Verwendung einer Feder mit großer Schließkraft auf den Ventilsitz 9 und andererseits eine präzise Einstellung des zulässigen Mediumdrucks in einem engen Toleranzbereich.

Die Anordnung von dynamischen Dichtungen innerhalb der Überdrucksicherung, vorzugsweise solcher in Faltenbalgform, minimieren die Reibung, gewährleisten Dichtheit, erfordern einen geringen Wartungsaufwand und gewährleisten eine lange zuverlässige Betriebsbereitschaft dieser Überdrucksicherung.

Die Vorzüge der erfindungsgemäßen Überdrucksicherung beste­ hen darin, daß diese in einem engen Toleranzbereich sehr empfindlich auf einen unzulässigen Druckanstieg reagiert, und daß deren Auslösedruckempfindlichkeit innerhalb eines breiten Druckbereiches einstellbar ist, sowie deren Wartungsaufwand sehr gering ist.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In den zugehörigen Zeichnungen ist eine erfindungsgemäße Überdrucksicherung mit Fig. 1 im Querschnitt und mit Fig. 2 in der äußeren Ansicht schematisch dargestellt.

Die Überdrucksicherung ist außerhalb des Armaturengehäuse­ oberteils 21 der Armatur 23 so angeordnet, daß einerseits deren Einlaß 13 mit dem Inneren des Armaturengehäuseoberteils 21 druckdurchlässig verbunden ist und andererseits deren Ablaß­ stutzen 5 mit dem mediumdruckwirksamen Armaturendurch­ gang 22 der Armatur 23 durchgängig verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses 18 der Überdrucksicherung sind über das Zwi­ schenstück 19, mit der Grundplatte 14, und diese über eine Verschraubung und die Dichtung 3 mit dem Überdruckventil­ stück 20 zentrisch fluchtend der Einlaß 13, der Ventilsitz 9, der Ventilteller 15, die Ventilkolbenstange 11, der Kolben 7, die Fe­ der 8, die Faltenbälge 1, 2 und die Stellschraube 10 angeordnet. Die Ventilkolbenstange 11 ist dabei in einer Durch­ gangsbohrung der Grundplatte 14 geführt. Die Grundplatte 14 ist einerseits gegenüber dem Kolben 7 und andererseits gegenüber dem Ventilteller 15 mittels der Faltenbälge 1, 2 dynamisch abge­ dichtet. Im geöffneten Zustand der Armatur 23 steht das Arma­ turengehäuseoberteil 21 unter demselben Druck wie das Arma­ turengehäuse 22 . Beim Verschließen der Armatur 23 bleibt das Medium 24 im Armaturengehäuseoberteil 21 eingesperrt, was bei Ausdehnung desselben durch Wärmeeinwirkung, insbesondere dann, wenn es sich um ein flüssiges inkompressibles Medium 24 handelt, zu einer unzulässigen Druckerhöhung im Armaturen­ gehäuseoberteil 21, bis zum Bersten desselben, führen kann, sofern gegen diese Erscheinung keine Vorsorge getroffen wurde. Zur Vermeidung dieser Überbelastung und Bruchgefahr ist die Überdrucksicherung mit ihrem Einlaß 13 einerseits mit dem Arma­ turengehäuseoberteil 21 und andererseits über den Ablaß­ stutzen 5 mit dem Armaturendurchgang 22 überdruckdurchlässig verbunden. Solange der im Armaturenobergehäuse 21 herrschende Betriebsdruck das zulässige Maß nicht übersteigt, bleibt der Einlaß 13 durch die Einwirkung der Federkraft aus der Feder 8 über den Kolben 7, die Ventilkolbenstange 11, den Ventilteller 15 am Ventilsitz 9 verschlossen. Sobald jedoch durch Wärmeausdehnung des im Armaturengehäuseoberteil 21 befind­ lichen Mediums 24 ein unzulässiger Überdruck entsteht, setzt sich dieser in der hohlen Ventilkolbenstange 11 und die Öffnung 12 auf die Fläche des Kolbens 7 gegen die Vorspannkraft des Fe­ der 8 fort, bis die Druckkraft des Mediums 24 auf die Fläche des Kolbens 7 größer als die Vorspannkraft die Feder 8 ist. Jetzt bewegt sich der Kolben 7 gegen die Federspannung und öffnet damit über die Ventilkolbenstange 11 einen Ringspalt zwischen Ventilteller 15 und Ventilsitz 9, durch welchen der Druck bzw. das Medium 24 über den Ablaßstutzen 5 im Überdruckventilstück 20 in den Armaturendurchgang 22 entweicht. Dadurch wird ein unzulässig hoher Überdruck zwischen Armaturengehäuseober­ teil 21 abgebaut. Die Druckkraft des Kolbens 7 verringert sich wieder auf ein geringeres Maß, als das der entgegen wirkenden Federkraft, so daß sich der Kolben 7 mit Ventilkolbenstange 11 wieder in seine Ausgangsstellung zurück bewegt und den Ringspalt zwischen Ventilsitz 9 und Ventilteller 15 druckdicht verschließt.

Die Anordnung der Faltenbälge 1, 2 zwischen Grundplatte 14 und Kolben 7 einerseits und zwischen Grundplatte 14 und Ventilteller 15 andererseits, sowie der Ringspalt 16 zwischen Ventilkolben­ stange 11 und Grundplatte 14 bewirken eine hermetische Ab­ dichtung der druckbeaufschlagten Bereiche, wie Druckraum 6, 17 der Überdrucksicherung sowie einen Druckausgleich zwischen diesen Bereichen.

Bezugszeichenliste

1

Faltenbalg

2

Faltenbalg

3

Dichtung

4

Druckstutzen

5

Ablaßstutzen

6

Druckraum

7

Kolben

8

Feder

9

Ventilsitz

10

Stellschraube

11

Ventilkolbenstange

12

Öffnung

13

Einlaß

14

Grundpatte

15

Ventilteller

16

Ringspalt

17

Druckraum

18

Gehäuse

19

Zwischenstück

20

Überdruckventilstück

21

Armaturengehäuseoberteil

22

Armaturendurchgang

23

Armatur

24

Medium

Claims (4)

1. Überdrucksicherung, insbesondere für Armaturengehäuse mit doppelter Absperrung, bestehend aus einem Gehäuse mit federbelastetem Überdruckventil, dadurch gekennzeichnet,

• - daß in einem Gehäuse (18) mit Zwischenstück (19) und Grundplatte (14) und einem an der Grundplatte (14) be­ festigtem Überdruckventilstück (20) ein einerseits feder­ belasteter Kolben (7) der andererseits mittels hohler Ventil­ kolbenstange (11) in einer Durchgangsbohrung der Grund­ platte (14) mit dem Ventilsitz (9) zentrisch fluchtend beweglich geführt ist, wobei das durch die Grundplatte (14) hindurch reichende Ende der Ventilkolbenstange (11) mit einem Ventilteller (15) ausgebildet ist, der mit dem Ventil­ sitz (9), einem Hohlraum und dem Ablaßstutzen (5) ein Überströmventil bildet, wobei der Kolben (7) eine vielfach größere mediumdruckwirksame Fläche als der Ventilteller aufweist und
• - daß der Kolben (7) gegenüber der Grundplatte (14) mittels dynamischer Dichtung abgedichtet ist und
• - daß der Ventilteller (15) der Ventilkolbenstange (11) gegen­ über der Grundplatte (14) mittels dynamischer Dichtung (2) abgedichtet ist und
• - daß das Widerlager des federbelasteten Kolbens (7) am Gehäuse (18) als eine Stellschraube (10) ausgebildet ist mittels derer die Federvorspannung des Kolbens (7) verstellbar ist und
• - daß die hohle Ventilkolbenstange (11) unterhalb des Kolbens (7) im Bereich zwischen Kolbenstange (7) und Ventilteller (15) eine Öffnung (12) aufweist und
• - daß zwischen der Ventilkolbenstange (11) und der Grund­ platte (14) ein Ringspalt (16) besteht.

2. Überdrucksicherung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dynamische Dichtung zwischen Ventil­ teller (15) der Ventilkolbenstange (11) und der Grund­ platte (14) ein Faltenbalg (2) oder eine Lippendichtung oder eine Stopfbuchsendichtung ist.

3. Überdrucksicherung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dynamische Dichtung zwischen dem Kolben (7) und der Grundplatte (14) ein Faltenbalg (1) oder eine Lippendichtung oder eine Stopfbuchsen­ dichtung ist.

4. Überdrucksicherung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder (8) zur Belastung des Kolbens (7) als Tellerfederpaket ausgebildet ist.