DE8817037U1 - Absperreinrichtung - Google Patents

Description

Absperreinrichtunq

Die Erfindung betrifft eine Absperreinrichtung für eine Gasleitung gemäß den im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Absperreinrichtungen dieser Art werden beispielsweise in Gasleitungen vor Brennern angeordnet, um im Gefahrfall, beispielsweise beim Ausfall der Steuerenergie, beim Ausfall der Verbrennungsenergie, beim Betätigen des Gefahrenschalters oder dergleichen ein sicheres und schnelles Absperren der Gasleitungen zu ermöglichen.

Eine Absperreinrichtung ist aus dem Prospekt Nr. 108/85 der Ernst Kühme KG, Bochum bekannt. Diese Absperreinrichtung besteht aus zwei miteinander über Flansche verbundenen und in Reihe geschalteten Sitzventilen. Jedes dieser Sitzventile weist einen anströmseitigen und einen abströmseitigen Leitungsanschluß auf. Zwischen diesen bei-

den Leitungsanschlüssen ist innerhalb des Ventilgehäuses eine Wandung mit einer Durchgangsbohrung vorgesehen, die einen Dichtsitz mit einem daran zur Anlage bringbaren Dichtkörper aufweist. Der Dichtkörper ist über eine Spindel mit einer elektropneumatischen Steuervorrichtung verbunden, die auf der Oberseite des Ventilgehäuses angeflanscht ist. Die Spindel ist dichtend durch das Ventilgehäuse geführt und mit einem in Schließrichtung des Sitzventils federkraftbeaufschlagten Kolben eines druckluftgesteuerten Hubzylinders verbunden. Zwischen den beiden Sitzventilen ist eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, die über ein pneumatisch arbeitendes Zwischenentlüftungsventil mit der Atmosphäre verbunden ist.

In Ruhestellung, d.h. ohne Energiezuführung sind die beiden Sitzventile durch die auf die Kolben der Steuervorrichtungen wirkenden Federkräfte geschlossen und das Zwischenentlüftungsventil ist durch Federkraft geöffnet. In dieser Stellung, die bei Unterbrechung der Energieversorgung selbsttätig sekundenschnell angefahren wird, ist die Gasleitung durch die beiden Sitzventile zweifach abgesperrt, wobei das in Durchflußrichtung gesehen erste Sitzventil durch den leitungsseitig anstehenden Gasdruck in seiner Schließstellung unterstützt wird. Bei einer Undichtigkeit dieses Sitzventils gelangt das Gas zunächst in den Zwischenentlüftungsbereich, von wo es dann über das Zwischenentlüftungsventil ins Freie gelangt. Durch das in Durchflußrichtung gesehen abgesperrte zweite Sitzventil ist sichergestellt, daß dem Verbraucher kein weiteres Gas zugeführt wird.

Im normalen Betrieb ist das Zwischenentlüftungsventil geschlossen. Die Kolben der Steuervorrichtungen sind druckluftbeaufschlagt und halten die Dichtkörper gegen Federkraft in Öffnungssstellung.

Nachteilig bei dieser Absperreinrichtung ist, daß zwei einzelne Sitzventile als Baueinheiten hintereinander geschaltet sind, was einen sehr großen Platzbedarf erfordert, wodurch die Einbaumöglichkeiten stark begrenzt werden. Desweiteren ist hiermit ein hohes Eigengewicht verbunden, so daß teilweise zusätzliche Abstützungen erforderlich sind, die weitere Kosten verursachen. Neben den verhältnismäßig hohen Herstellungskosten hat diese Absperreinrichtung den weiteren Nachteil, daß sie ausschließlich in der vorgesehenen Durchflußrichtung einsetzbar ist, da sie in umgekehrter Einbaulage nicht leitungsdruckunterstützt absperrt. Diese Absperreinrichtung ist somit auch nur sehr begrenzt rückdrucksicher. Neben dem erhöhten Montageaufwand beim Einbau der zwei Sitzventile weist diese Absperreinrichtung auch einen verhältnismäßig hohen Durchflußwiderstand auf.

Es ist eine weitere Absperreinrichtung des genannten Herstellers bekannt, die sich von der eingangs beschriebenen dadurch unterscheidet, daß die beiden Ventilgehäuse durch Schweißen zu einem gemeinsamen Gehäuse verbunden sind, so daß eine Baueinheit gebildet ist und die Montage vereinfacht wird. Im übrigen weist auch die mit einem gemeinsamen Ventilgehäuse ausgestattete Absperreinrichtung die vorbeschriebenen Nachteile auf.

Durch die GB-PS 11 59 800 ist eine Absperreinrichtung für eine Gasleitung bekannt, bei welcher ein Leitungsanschluß des Ventilgehäuses mit dem atmosphärischen Druck verbunden und der andere Leitungsanschluß an ein Hochvakuum angeschlossen sind. Die Achsen der Leitungsanschlüsse erstrecken sich diagonal zum Ventilgehäuse und schneiden die gemeinsame Achse der federbelasteten Ventilstangen. Die Ventilstange eines Sitzventils ist direkt in einem mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbaren Zylinder geführt und hier mit einem Kolben verbunden. In dem Hydrau-

likzylinder ist ein weiterer Kolben angeordnet, der über eine am anderen Ende aus dem Hydraulikzylinder geführte Stange, ein Querjoch sowie zwei Zugstangen und ein weiteres Querjoch mit der Ventilstange des anderen Sitzventils verbunden ist. Durch entsprechende Beaufschlagung der verschiedenen Kolbenräume des Hydraulikzylinders sind die Dichtkörper der Sitzventile auf die Sitzflächen preßbar oder von diesen abhebbar. Der Bereich zwischen den Dichtkörpern ist in der Schließstellung über eine der Ventilstangen an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Zu diesem Zweck ist diese Ventilstange hohl ausgebildet.

Der Hydraulikzylinder ist mit dem Ventilgehäuse abstandsunveränderbar verbunden.

Nachteilig an dieser Bauart ist die Steuerung der Dichtkörper durch die Beaufschlagung der diversen Kolbenräume im Hydraulikzylinder. Abgesehen davon, daß hierfür ein spezielles Hydraulikfluid erforderlich ist, muß auch ein besonderes Steuersystem bereitgestellt werden, das die Verlagerung der Dichtkörper in der jeweils notwendigen Weise gewährleistet. Ein weiterer Nachteil ist die durch das umfassende Gestänge bedingte Anfälligkeit der Absperreinrichtung bei hohen Lastwechseln. Diese führen außerdem zu einem starken Verschleiß der verschiedenen Teile des zentralen Vakuumanschlusses. Eine Sicherheitssteuerung kann mithin nicht realisiert werden.

Ausgehend von dem letztgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Absperreinrichtung mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß die vorerwähnten Nachteile vermieden werden und eine kompakte, durchflußrichtungsunabhängig mit geringem Druckverlust arbeitende Sicherheitsabsperreinrichtung geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das Ventilgehäuse ist als Vierflanschengehäuse ausgebildet, wobei zwei Flansche die Leitungsanschlüsse bilden und die beiden anderen quer dazu angeordneten Flansche zum Anbringen von Sicherheits-Steuervorrichtungen vorgesehen sind. Ein solches Vierflanschengehäuse ist als Normteil handelsüblich und daher kostengünstig. Die innerhalb des Ventilgehäuses vorgesehene Wandung kann auf einfache Weise durch Schweißen angebracht werden, wobei die Durchgangsbohrung mit den daran angeordneten Dichtsitzen von außen durch die Flanschöffnungen für die Sicherheits-Steuervorrichtungen bearbeitet werden kann. Neben den fertigungstechnischen Vorteilen ist diese Bauart auch besonders wartungsfreundlich, da die Sicherheits-Steuervorrichtungen jeweils als Ganzes vom Ventilgehäuse abgeschraubt werden können, wonach die Dichtkörper und Dichtsitze frei zugänglich sind. Ein Ausbau der gesamten Absperreinrichtung ist hierzu nicht erforderlich, es genügt das beim Wartungsbetrieb übliche Absperren der Leitung am Hauptventil.

Neben der konstruktionsbedingt kompakten Ausbildung einer solchen Sicherheitsabsperreinrichtung ergeben sich als zusätzliche Vorteile, daß sie in beliebiger Durchflußrichtung eingesetzt werden kann, wobei jeweils das in Durchflußrichtung gesehen erste Sitzventil druckkraftunterstützt schließt. Da dies in beiden Richtungen der Fall ist, ist die beschriebene Sicherheitsabsperreinrichtung auch rückdrucksicher, was die Sicherheit einer solchen Einrichtung zusätzlich erhöht.

Der an- und der abströmseitige Leitungsanschluß sind achsgleich angeordnet, damit die Sicherheitsabsperreinrichtung als Moduleinheit einfach und schnell in ein vorhandenes oder aufzubauendes Leitungsnetz einbaubar ist. Bei einer solchen Anordnung der Leitungsanschlüsse am Ventilgehäuse ist es vorteilhaft, die Dichtkörper guer zur Achse der Leitungsanschlüsse anzuordnen, so daß sie auch guer zu dieser Achse bewegbar sind. Eine solche Anordnung ist insbesondere aus strömungstechnischer Sicht zu bevorzugen, da dann die Strömung - einen genügend großen Querschnitt der Durchgangsbohrung und Abstand der Dichtkörper zu den Ventilsitzen vorausgesetzt - mit geringem Widerstand durch das Ventilgehäuse gelangt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der erforderliche Freiraum zum Abheben der Dichtkörper von ihren Dichtsitzen keinen Einfluß auf die Baulänge der Sicherheitsabsperreinrichtung hat, so daß die gesamte Ventilanordnung in einem Ventilgehäuse mit genormter Länge untergebracht werden kann, wobei diese Normlänge der halben Einbaulänge bekannter Ausführungen entspricht.

Die Dichtkörper sind über Ventilstangen mit den an beiden Stirnseiten des Ventilgehäuses angeflanschten Sicherheits-Steuervorrichtungen verbunden. Vorteilhaft sind die Ventilstangen achsgleich angeordnet. Auch dieses Konstruktionsmerkmal hat keinen Einfluß auf die Baulänge der Sicherheitsabsperreinrichtung. Diese achsgleiche Anordnung hat zudem den Vorteil, daß praktisch jede beliebige Sicherheits-Steuervorrichtung eingesetzt werden kann, da sich die dann um 180° versetzt angeordneten Sicherheits-Steuervorrichtungen gegenseitig nicht behindern und zu Zwecken der Montage und Wartung gut zugänglich sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß gehäuseseitig lediglich zwei Achsen festzulegen sind .(Leitungsanschlußachse und Ventilstangenachse), wodurch die Bearbeitung des Ventilgehäuses vereinfacht wird.

Bei Sicherheitsabsperreinrichtungen für Druckgasleitungen an Feuerungsanlagen ist im Bereich zwischen den Sitzventilen eine Zwischenentlüftung oder eine zuverlässige Dichtheitskontrolleinrichtung vorgeschrieben, die eine Leckage an dem in Durchflußrichtung gesehen ersten Sitzventil erkennt oder aber das dadurch entweichende Gas ins Freie ableitet. Im normalen Betrieb (bei geöffnetem Hauptventil) wird eine solche Lüftungsöffnung durch ein Sitzventil abgesperrt, das bei Druckabfall, also beim Sperren des Hauptventils selbsttätig öffnet. Eine solche Zwischenentlüftungsöffnung wird bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsabsperreinrichtung vorteilhaft durch einen Kanal in der Wandung gebildet, der die Durchgangsbohrung mit der Atmosphäre verbindet (Schutzanspruch 2). Vorteilhaft ist der Kanal innerhalb der Wandung vorgesehen, da hierdurch der Strömungswiderstand innerhalb des Ventilgehäuses so gering wie möglich gehalten wird. Alternativ kann ein solcher Kanal auch durch ein seitlich in die Durchgangsbohrung mündendes Entlüftungsrohr gebildet sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in stark schematisierter Darstellung einen Längsschnitt durch eine Sicherheitsabsperreinrichtung in Schließstellung;

Figur 2 einen um 90° verdrehten Längsschnitt im Bereich der Sitzventile;

Figur 3 die Öffnungsstellung der Sicherheitsabsperreinrichtung in Schnittdarstellung nach Figur 1 und

Figur 4 die Öffnungsstellung der Sicherheitsabsperreinrichtung in Schnittdarstellung nach Figur 2.

Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Sicherheitsabsperreinrichtung weist ein Ventilgehäuse 1 als Vierflanschengehäuse mit vier Flanschanschlüssen 2 bis 5 auf. Das Ventilgehäuse 1 ist ein Normgehäuse mit zwei gegenüberliegenden Leitungsanschlüssen 2 und 3 und zwei quer dazu und ebenfalls gegenüberliegend angeordneten Flanschanschlüssen 4 und 5 für Sicherheits-Steuervorrichtungen 6 und 7. Das Ventilgehäuse 1 ist zum Einbau in eine Druckgasleitung vorgesehen und wird über den Leitungsanschluß 2 mit dem abströmseitigen Leitungsende oder umgekehrt verbunden. Der Abstand der Leitungsanschlüsse 2 und 3 ist genormt, so daß das Ventilgehäuse 1 modulartig in vorhandene Leitungsnetze einsetzbar ist.

Innerhalb des Ventilgehäuses 1 ist eine Wandung 8 vorgesehen, die die Leitungsanschlüsse 2 und 3 voneinander trennt. Die Wandung 8 weist zwei schräg ins Gehäuseinnere laufende Wandungsteile 9 auf, die durch einen parallel zur Achse 11 der Leitungsanschlüsse 2 und 3 liegenden Wandungsteil 10 verbunden sind. Innerhalb dieses achsparallelen Wandungsteils 10 ist fluchtend zu den Flanschanschlüssen 4 und 5 eine Durchgangsbohrung 12 vorgesehen, die an der Ober- und Unterseite mit Dichtsitzen 13 und 14 ausgerüstet ist.

Jedem Dichtsitz 13, 14 ist ein Dichtkörper 15, 16 zugeordnet. Die beiden Dichtkörper 15, 16 sind gegenüberliegend zu beiden Seiten der Durchgangsbohrung 12 angeordnet und in Richtung der Bohrungsachse 17, die zugleich die Achse der Flanschanschlüsse 4 und 5 bildet, bewegbar. Die Dichtsitze 13, 14 bilden in Verbindung mit den Dichtkörpern 15, 16 Bestandteil von zwei gegensinnig arbeitenden

Sitzventilen 18, 19, die jeweils über eine Ventilstange 20, 21 mit den Sicherheits-Steuervorrichtungen 6 und 7 verbunden sind. Die Sicherheits-Steuervorrichtungen 6, 7 sind an den Flanschanschlüssen 4 und 5 des Ventilgehäuses 1 befestigt. Die Ventilstangen 20 und 21 sind über einen Automatik-Dichtsatz 22 gegenüber dem Ventilgehäuse 1 abgedichtet.

Jede Sicherheits-Steuervorrichtung 6, 7 weist einen pneumatischen Hubzylinder 23 auf, dessen Kolben 24 mit der Ventilstange 20 bzw. 21 verbunden sind. Die Kolben 24 sind in Schließrichtung der Sitzventile 18 und 19 federkraftbeaufschlagt, so daß bei einem Druckabfall in den Hubzylindern 23 die Dichtkörper 15, 16 auf die zugehörigen Dichtsitze 13, 14 gepreßt werden. Die Druckversorgung der Hubzylinder 23 wird über ein nicht dargestelltes elektromagnetisches Ventil gesteuert.

Die beiden Sitzventile 18, 19 mit den zugehörigen Sicherheits-Steuervorrichtungen 6, 7 arbeiten völlig unabhängig voneinander.

Wie anhand der Figuren 2 und 4 dargestellt, weist die Wandung 8 einen Kanal auf, der die Durchgangsbohrung 12 über ein pneumatisches Ventil 26 am Ende des Kanals 25 mit der Atmosphäre verbindet. Das Ventil 26 ist selbsttätig öffnend, d.h. bei Druckabfall wird der Kanal 25 durch Abheben eines Ventiltellers 28 von seinem Dichtsitz mit der Atmosphäre verbunden. Der Ventilteller 28 ist über eine Ventilstange 29 mit einem Kolben 27 verbunden, der in Öffnungsrichtung des Ventils 26 federkraftbeaufschlagt und in Schließrichtung druckbeaufschlagbar ist.

Die vorstehend beschriebene Sicherheitsabsperreinrichtung arbeitet wie folgt:

Zum Öffnen der Sicherheitsabsperreinrichtung aus der in Figur 1 dargestellten Schließstellung werden die Hubzylinder 23 der Sicherheits-Steuervorrichtungen 6 und 7 gegen die Federkraft mit Druckluft beaufschlagt, wodurch die Dichtkörper 15 und 16 von ihren Dichtsitzen 13 und 14 abheben und die Leitungsanschlüsse 2 und 3 miteinander verbunden werden. Gleichzeitig wird das Ventil 26 druckluftbeaufschlagt, wodurch der Kolben 27, der über die Ventilstange 29 mit dem Ventilteller 28 verbunden ist, den Ventilteller 28 gegen Federkraft auf seinen Dichtsitz preßt und den Kanal 25 verschließt.

Im Gefahrfall wird die Druckluftzufuhr der Sicherheits-Steuervorrichtungen 6, 7 und des Ventils 26 durch ein nicht dargestelltes 3/2-Wegeventil unterbrochen und die Druckräume der Hubzylinder 2 3 werden mit der Atmosphäre verbunden. Die Kolben 24 werden dann durch Federkraft zurückgefahren, so daß die über die Ventilstangen 20, 21 verbundenen Dichtkörper 15, 16 auf ihre Dichtsitze 13, 14 gepreßt werden. Der Ventildurchgang ist dann gesperrt. Gleichzeitig wird das Ventil 26 drucklos gesteuert, so daß der Kolben 27 durch Federkraft zurückgefahren wird und das Ventil 2 6 öffnet. Damit ist der durch die Dichtkörper 15, 16 abgeschlossene Raum der Durchgangsbohrung 12 über den Kanal 25 mit der Atmosphäre verbunden. Dieser Schließvorgang läuft in weniger als einer Sekunde ab.

Wie die Darstellungen nach den Figuren 1 und 2 verdeutlichen, ist die Sicherheitsabsperreinrichtung in Schließstellung unabhängig von der Einbaulage leitungsdruckunterstützt und rückschlagsicher. Das in Durchströmrichtung gesehen erste Sitzventil 18 (bzw. 19) wird durch den anstehenden Leitungsdruck in seiner Schließstellung unterstützt. Bei Undichtigkeit dieses ersten Sitzventils gelangt die Leckströmung über den Kanal 25 in die Atmosphäre, so daß der abströmseitige Leitungsteil auch dann

noch von der Druckgaszufuhr abgeschlossen ist. Anstelle des Ventils 26 kann hier auch ein Druckfühler eingesetzt werden, der etwaige Undichtigkeiten des ersten Sitzventils 18 (bzw. 19) erkennt. Desweiteren kann dieser Raum zwischen den Dichtkörpern 15, 16 über den Kanal 25 mit einem neutralen Medium, beispielsweise Stickstoff, druckbeaufschlagt sein, so daß bei Undichtigkeit eines Sitzventils 18, 19 ein Ausströmen des Druckgases aus der Leitung verhindert wird.

4/35174-001

BezugsZeichenaufstellung

1 - Ventilgehäuse

2 - Leitungsanschluß

3 - Leitungsanschluß

4 - Steuervorrichtungsanschluß

5 - Steuervorrichtungsanschluß

6 - Sicherheits-Steuervorrichtung

7 - Sicherheits-Steuervorrichtung

8 - Wandung

9 - schräger Wandungsteil

10 - gerader Wandungsteil

11 - Achse

12 - Durchgangsbohrung

13 - Dichtsitz

14 - Dichtsitz

15 - Dichtkörper

16 - Dichtkörper

17 - Bohrungsachse

18 - Sitzventil

19 - Sitzventil

20 - Ventilstange

21 - Ventilstange

22 - Automatik-Dichtsatz

23 - Hubzylinder

24 - Kolben

25 - Kanal

26 - pneumatisches Ventil

27 - Kolben

28 - Ventilteller

29 - Ventilstange

Claims (2)

Schutzansprüche:

1. Absperreinrichtung für eine Gasleitung mit zwei in Reihe in einem gemeinsamen Ventilgehäuse (1) angeordneten Sitzventilen (18, 19), die über achsgleiche Ventilstangen (20, 21) durch je eine Steuervorrichtung (6, 7) unabhängig voneinander betätigbar sind, wobei innerhalb des Ventilgehäuses (1) eine seitlich am Ventilgehäuse (1) befindliche, Leitungsanschlüsse (2, 3) voneinander trennende Wandung (8) mit einer Durchgangsbohrung (12) vorgesehen und zu beiden Seiten der Durchgangsbohrung (12) ein Dichtsitz (13, 14) für die zu beiden Seiten der Wandung (8) gegenüberliegend angeordneten Dcihtkörper (15, 16) der beiden Sitzventile (18, 19) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anwendung auf eine Druckgasleitung einer Feuerungsanlage das Ventilgehäuse (1) ein Vierflanschengehäuse ist, bei welchem zwei gegenüberliegende Flansche die Leitungsanschlüsse (2, 3) bilden und zwei quer zu den Leitungsanschlüssen (2, 3) angeordnete und sich gegenüberliegende Flansche (4, 5) zum Anflanschen von Sicherheits-Steuervorrichtungen (6, 7) vorgesehen sind, daß die Leitungsanschlüsse (2, 3) achsgleich vorgesehen und die Dichtkörper (15, 16) quer zur Achse (11) der Leitungsanschlüsse (2, 3) angeordnet und bewegbar sind, wobei jeder Dichtkörper (15, 16) mit einer durch Druckluft gegen eine elastische Rückstellkraft betätigbaren Sicherheits-Steuervorrichtung (6, 7) verbunden ist.

2. Absperreinrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sitzventilen (18, 19) eine Entlüftungsöffnung (25) angeordnet ist, die durch einen Kanal (25) in der Wandung (8) gebildet ist, der einerseits an der Außenseite des Gehäuses (1) und andererseits innerhalb der Durchgangsbohrung (12) mündet.