DE507893C

DE507893C - Safety device for membrane gas pressure regulator against the escape of gas

Info

Publication number: DE507893C
Application number: DEE40319D
Authority: DE
Original assignee: Elster and Co AG
Current assignee: Elster and Co AG
Priority date: 1929-12-12
Filing date: 1929-12-12
Publication date: 1930-09-22

Description

Im Hauptpatent 483 702 ist eine Sicherheitsschaltung für Membrangasdruckregler gegen das Entweichen von Gas bei undichter Membran mit Diffusionseinrichtung zum Schließen von Ventilen oder zur Auslösung eines Alarms beschrieben, bei der gemäß Anspruch 4 die Druckschwankungen oder Druckwellen im Rohrnetz vor dem Regler auf eine besondere Hilfsmembran einwirken, welche durch ihre Schwingungen die Umschaltung des Atmungsstromes mittels einer Wendevorrichtung bewirkt.In the main patent 483 702 there is a safety circuit for membrane gas pressure regulators against the escape of gas in the event of a leaky membrane with diffusion device for Closing valves or to trigger an alarm described in the claim 4 the pressure fluctuations or pressure waves in the pipe network upstream of the regulator act on a special auxiliary membrane, which their vibrations switch the breathing flow by means of a turning device causes.

Die Erfindung zeichnet sich nun demgegenüber dadurch aus, daß die von der Druckwelle gesteuerte Hilfsmembran ein Ventil 12 zwischen der osniotisehen Zelle und der Außenluft derart steuert, daß es nur während der Druckwelle im Leitungsnetz offen, zur übrigen Zeit aber geschlossen ist, und daß der Atmungsstrom dauernd die osmotische Zelle bespült.The invention is now characterized in that the pressure wave controlled auxiliary membrane a valve 12 between the osniotisehen cell and the Controls outside air in such a way that it is only open during the pressure wave in the pipeline network the rest of the time, however, is closed, and that the respiratory flow is constantly the osmotic cell washed down.

Die Sicherheitsvorrichtung' kann dabei das Druckregelventil schließen und mit dem Regler eine geschlossene Einheit bilden. Hier wird also die kurze Zeit der Druckwellendauer zur Entgasung der osmotischen Zelle benutzt, während die lange Zeitspanne zwischen zwei Druckwellen für den Diffusionsvorgang zur Verfügung steht. The safety device 'can close the pressure control valve and with the Controller form a closed unit. So here is the short time of the pressure wave duration used to degas the osmotic cell during the long period between two pressure waves are available for the diffusion process.

Wenn man die Sicherheitsvorrichtung mit dem Druckregler zu einem geschlossenen Ganzen vereinigt, ergibt sich eine besonders einfache und übersichtliche Bauweise des ganzen Druckreglers. Bei der nachstehend beschriebenen Ausführungsform ist z. B. das besondere Absperrventil für den Gefahrfall in Wegfall gekommen; dafür wird das sowieso vorhandene Drosselventil des Reglers selbst im Gefahrfalle durch die Diffusionssicherheitsvorrichtung geschlossen. Dazu kommt der weitere wichtige \^orteil, daß diese Vorrichtung auf plötzlich auftretende grobe Defekte der Membran (Zerreißen) sofort anspricht, nicht erst mit dem Eintritt, der Druckwelle. Auf diese Weise deckt also die Sicherung beide Gefahrenquellen: Poröswerden und Zerreißen in einwandfreier Weise.If you put the safety device with the pressure regulator to a closed Combined as a whole, the result is a particularly simple and clear structure of the whole Pressure regulator. In the embodiment described below, for. B. the special shut-off valve for emergencies come to an end; the regulator's throttle valve, which is already present, is used for this closed even in the event of danger by the diffusion safety device. In addition comes the further important advantage that this device works on suddenly occurring coarse Defects in the membrane (tearing) responds immediately, not only when the Blast wave. In this way, the security covers both sources of danger: becoming porous and tearing apart in an impeccable manner.

Die Abbildung zeigt einen schematischen Schnitt durch den Regler mit Sicherheitsvorrichtung. The figure shows a schematic section through the controller with safety device.

Der Eingangsraum 1 ist vom Ausgangsraum 2 durch das Drosselventil 3 getrennt, und das Drosselventil 3 wird unter Vermittlung des Schaftes 4 von der Membran 5 gesteuert. An die Membran grenzt oberhalb der Atmungsraum 6 an, und die regelrechte Atmung erfolgt durch die Öffnung 7 in die Außenluft.The inlet space 1 is separated from the outlet space 2 by the throttle valve 3, and the throttle valve 3 is controlled by the diaphragm 5 through the intermediary of the stem 4. Above the breathing space 6 is adjacent to the membrane, and normal breathing takes place through the opening 7 into the Outside air.

Die osmotische Zelle 8 grenzt in diesem Falle unmittelbar an den Atmungsraum. Sie besteht im wesentlichen aus dem zylindrischen Diffusionsdiaphragma 9 und der MembranIn this case, the osmotic cell 8 is directly adjacent to the breathing space. she consists essentially of the cylindrical diffusion diaphragm 9 and the membrane

ίο mit dem pfannenartig gewölbten Mittelstück ii. Sodann enthält die osmotische Zelle das kleine Hilfsventil 12, welches von der Hilfsmembran 13 gesteuert wird. Die Hilfsmembran 13 bildet aber den Boden der Druckwellenkammer 14, die durch die Leitung 15 mit dem Eingangsraum t in dauernder Verbindung steht. Die Spiralfeder 16 drückt die Hilfsmembran 13 hoch unter to Überwindung des Gasdrucks in Raum 14 und des Eigengewichts der Hilfsmembran 13, und hält also das Hilfsventil 12 geschlossen. Nur der erhöhte Druck der Druckwelle überwindet die Kraft der Spiralfeder und öffnet das Ventil 12. Der flache Raum 17 ist dauernd mit der Außenluft in Verbindung, indem z. B. der Wandungsteil 18 perforiert ist. Somit ist also das Innere der osmo tischen Zelle während der kurzen Dauer der ao Druckwelle mit der Außenluft verbunden, in der langen Zeit zwischen den Druckwellen aber gegen außen verschlossen.ίο with the pan-like curved center piece ii. Then the osmotic cell contains the small auxiliary valve 12, which of the auxiliary diaphragm 13 is controlled. The auxiliary membrane 13 forms the bottom of the Pressure wave chamber 14, which is continuous through the line 15 with the input space t in Connection. The spiral spring 16 presses the auxiliary diaphragm 13 high below to overcome the gas pressure in space 14 and the weight of the auxiliary membrane 13, and thus keeps the auxiliary valve 12 closed. Just the increased pressure of the pressure wave overcomes the force of the coil spring and opens valve 12. The flat space 17 is permanently in contact with the outside air by z. B. the wall part 18 is perforated is. Thus, the inside of the osmotic cell is during the short duration of the ao pressure wave connected with the outside air, in the long time between the pressure waves but closed to the outside.

Denkt man sich der Einfachheit halber das Hilfsventil 12 -zunächst einmal dauernd geschlossen und die Reglermembran 5 auf natürlichem Wege langsam porös werdend, dann wird der Atmungsraum 6 allmählich in geringen, stetig steigenden Prozentsätzen gashaltig. Da die osmotische Zelle 8 anfangs reine Luft enthielt, so diffundiert Gas von 6 nach 8, Luft von 8 nach 6. Dieser Diftusionsvorgang ist aber nicht in der Lage, den Druck in der osmotischen Zelle 8 in irgendeinem belangreichen Maße zu erhöhen, und zwar aus folgendem Grunde nicht:If, for the sake of simplicity, one thinks of the auxiliary valve 12 -first of all, it is permanently closed and the regulator membrane 5 slowly becoming porous in a natural way, then the breathing space 6 gradually becomes in small, steadily increasing percentages containing gas. Since the osmotic cell 8 initially contained pure air, gas diffuses from 6 after 8, air from 8 to 6. However, this diffusion process is not capable of the To increase pressure in the osmotic cell 8 to any significant extent, and not for the following reason:

Die bekannte Druckerhöhung bei Diffusionsvorgängen beruht darauf, daß das Gas durch das Diaphragma schneller von außen nach innen gelangt, als die Luft von innen nach außen, und so also eine vorübergehende einseitige Anstauung bei dem Austausch entsteht. Dies setzt aber voraus, daß das Diaphragma auf seiner Außenseite auch wirklich ausreichend von Gas bespült wird. Ist hingegen mit dem ersten Diffusionsbeginn auch schon das anwesende Gas verbraucht, und das nachströmende Gas folgt zu langsam, dann kann der Gastransport auch im Diaphragma nicht schneller vor sich gehen, und es entfällt der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Gas und Luft, der allein die Druckerhöhung veranlassen kann.The known pressure increase in diffusion processes is based on the fact that the gas through the diaphragm gets from the outside to the inside faster than the air from the inside to the outside, and so a temporary one-sided accumulation arises during the exchange. However, this assumes that the outside of the diaphragm is actually adequately flushed with gas. is on the other hand, the gas present is already consumed with the first start of diffusion, and the gas flowing in follows too slowly, then the gas can also be transported in the diaphragm do not go faster, and there is no difference in speed between gas and air, which alone is the increase in pressure can cause.

Wohl findet also Diffusion statt, die osmotische Zelle nimmt denselben Gasgehalt auf, wie er jeweils im Atmungsraum herrscht, aber ein Überdruck, der irgendeine Wirkung auslösen könnte, entsteht so nicht, weil die Porosität der Reglermembran 5 nur äußerst langsam etwas in den Atmungsraum überströmen läßt und dieses Gasgemisch im Atmungsraum immer einem Gasgemisch fast gleicher Konzentration in der osmotischen Zelle gegenübersteht. Der Unterschied in der Konzentration, auf Grund dessen allein eine lebhafte Diffusion entstehen könnte, kommt nicht zustande.Diffusion is taking place, the osmotic cell absorbs the same gas content, how it prevails in the breathing space, but an overpressure that has some effect could trigger, does not arise because the porosity of the regulator membrane 5 is extremely slowly lets something overflow into the breathing space and this gas mixture in the breathing space always faces a gas mixture of almost the same concentration in the osmotic cell. The difference in the Concentration, on the basis of which alone a lively diffusion could arise, comes does not materialize.

Nun soll die Funktion des Ganzen unter Mitberücksichtigung des Hilfsventils 12 betrachtet werden, ausgehend von dem soeben geschilderten Zustande. Bei geschlossener Stellung des Ventils 12 hat sich die Zelle 8 so weit mit Gas angereichert, daß der Gasgehalt in der Zelle 8 mit dem im Atmungsraum 6 übereinstimmt, aber ein nennenswerter Überdruck besteht in ihr nicht. Nun kommt die Druckwelle und öffnet das Ventil 12. Etwa 5 Minuten später hört die Druckwelle auf, und das Ventil schließt sich wieder. In diesen 5 Minuten offener Ventilstellung entgast das Innere der osmotischen Zelle 8 infolge des ungehinderten Austausches mit dem Raum 17 bzw. der Außenluft. Im Moment des Ventilschlusses trennt also das Diaphragma 9 den gashaltigen Atmungsraum 6 von dem gasfreien Innenraum 8 der Zelle. Jetzt ist also die Vorbedingung dafür vorhanden, daß nunmehr eine lebhafte Diffusion einsetzt, und daß sich in der osmotischen Zelle 8 ein wirksamer Überdruck entwickelt, wenn die Reglermembran 5 in unzulässigem Maße porös ist.The function of the whole is now to be considered, taking into account the auxiliary valve 12 starting from the situation just described. When the valve 12 is in the closed position, the cell 8 Enriched with gas to such an extent that the gas content in the cell 8 corresponds to that in the breathing space 6, but a significant one There is no overpressure in it. Now the pressure wave comes and opens the valve 12. About 5 minutes later the pressure wave stops and the valve closes again. In these 5 minutes open valve position degassed the interior of the osmotic cell 8 as a result of the unimpeded exchange with the Room 17 or the outside air. At the moment when the valve closes, the diaphragm separates 9 the gas-containing breathing space 6 from the gas-free interior 8 of the cell. So now the prerequisite is present that now a lively diffusion sets in and that an effective overpressure develops in the osmotic cell 8, if the regulator diaphragm 5 is porous to an impermissible extent.

Der Überdruck wölbt die Membran 10 aus, diese drückt mit ihrem Mittelteil 11 gegen die Stellschraube 19 des Winkelhebels 20, der bei 21 gelagert ist und durch die Zugfeder 22 gegen die Membran anliegend gehalten wird. Durch das Ausweichen des Winkelhebels 20 verliert nun der Hebel 23 seine Anlage und folgt der Zugkraft der Feder 24, indem er seine Schwenkung nach oben um den festen Drehpunkt 25 ausführt. Er faßt hierbei den Mitnehmerstift 26 im Schaft 4 und hebt das aus Membran 5 und Drosselventil 3 bestehende bewegliche Systemso weit an, daß das Ventil 3 sich auf seinen Sitz auflegt.The overpressure bulges out the membrane 10, which presses with its middle part 11 against the adjusting screw 19 of the angle lever 20, which is mounted at 21 and through the Tension spring 22 is held against the membrane. As a result of the deflection of the angle lever 20, the lever 23 now loses its plant and follows the tensile force of the spring 24 by following its pivoting at the top around the fixed pivot point 25. He takes this in the driver pin 26 Shaft 4 and lifts the movable system consisting of membrane 5 and throttle valve 3 far that the valve 3 rests on its seat.

Durch diesen Vorgang hört also das Regeln auf, und es kann kein Gas mehr in die Verbrauchsleitung gelangen, insbesondere nicht unter die poröse Reglermembran 5.· iw Es kann also auch durch sie kein Gas mehr in die Atmosphäre gelangen.With this process, the regulation stops and no more gas can enter the Consumption line get, in particular not under the porous regulator membrane 5. · iw No more gas can get into the atmosphere through them either.

Daß sich nach der beschriebenen Auslösung des Gesperres der Druck in der osmotischen Zelle 8 wieder verliert, ändert nichts an der Tatsache, daß der Regler verschlossen bleibt, bis seitens der zuständigen Stellen der Defekt behoben und das Gesperre wieder in seine Anfangsstellung zurückgebracht worden ist.That after the described release of the locking mechanism the pressure in the osmotic Cell 8 loses again, does not change the fact that the regulator remains locked, until the responsible authorities correct the defect and put the locking mechanism back into its own Initial position has been returned.

Bei dieser Bauart entgast die osmotische Zelle während der Druckwelle, und bei Wiedereintritt des Ruhezustandes beginntWith this type of construction, the osmotic cell degases during the pressure wave, and at Re-entry of the idle state begins

die eigentliche Prüfung. Ist die Porosität unter einer gewissen Grenze, so verläuft die Diffusion zu langsam, um einen Überdruck zu erzeugen; liegt die Porosität über dieser Grenze, so entsteht ein Überdruck, und das Gesperre tritt in Tätigkeit. Hier wie dort ist ein Versagen der Einrichtung wegen Verseuchung der Zelle ausgeschlossen.the actual exam. If the porosity is below a certain limit, it runs Diffusion too slow to create overpressure; the porosity is above this Limit, this creates an overpressure and the locking mechanism comes into action. Here and there a failure of the facility due to contamination of the cell is excluded.

Da durch diese neue Schaltung eine dau-Since this new circuit creates a permanent

to ernde Bespülung der osmotischen Zelle mit dem Atmungsstrom ermöglicht ist, so reagiert die Einrichtung auf ein etwaiges Reißen der Reglermembran sofort, nicht erst bei der periodischen Prüfung. Selbst wenn eine ge-to erde purging of the osmotic cell with the respiratory flow is enabled, so reacts the device for a possible rupture of the regulator diaphragm immediately, not just after periodic examination. Even if a

x₅ ringe Porosität schon längereZeit besteht, und dementsprechend ein geringer Gasgehalt sich in der Zelle 8 befindet, so ist dieser Gasgehalt unbedeutend im Gegensatz zu dem ganz unverdünnten Gas, welches in den Atmungs- x ₅ rings porosity has existed for a long time, and accordingly there is a low gas content in the cell 8, this gas content is insignificant in contrast to the completely undiluted gas which is

ao raum eindringt, wenn die Membran 5 einen Riß bekommt. Auf den beiden Seiten des Diaphragmas .stehen sich dann plötzlich reines Gas und schwach gashaltige Luft gegenüber, eine lebhafte Diffusion setzt ein, und es bildet sich der für die weiteren Wirkungen erforderliche Überdruck.ao space penetrates when the membrane 5 a Gets crack. Then suddenly stand on both sides of the diaphragm In contrast to pure gas and air with a low gas content, a lively diffusion sets in, and the overpressure required for further effects is created.

Man kann übrigens auch bei dieser Vorrichtung noch ein Hilfsdiaphragma vorsehen, um die Reaktionsempfmdlichkeit in einen bestimmten Empfindlichkeitsbereich zu bringen.Incidentally, you can also provide an auxiliary diaphragm for this device, to bring the reaction sensitivity into a certain sensitivity range.

Claims

Patent claims:

1. Safety device for membrane gas pressure regulators against the escape of Gas in the case of a leaky membrane with diffusion device for closing valves or for triggering an alarm according to claim 4 of the main patent 483 702, characterized in that the Pressure wave controlled auxiliary diaphragm a valve (12) between the osmotic The cell and the outside air are controlled in such a way that it is only open during the pressure wave in the pipe network, but at the rest of the time is closed and that the respiratory flow continuously flushes the osmotic cell.

2. Safety device according to claim i, characterized in that it the pressure control valve closes and a closed one with the controller Unity forms.

1 sheet of drawings