Konzeption und Untersuchung eines bistabilen Sicherheitsventils und simulationsbasierte Entwicklung einer Methode zu dessen Dimensionierung

Sicherheitsventile für Gasrohrleitungen sind unverzichtbare Schutzvorrichtungen, die den Austritt großer Gasmengen im Havariefall verhindern. Die bisher bekannten Sicherheitsventile weisen einen gravierenden Nachteil auf, da diese nach dem Auslösen selbsttätig wieder öffnen und potentielle Gefahrenquellen unerkannt bleiben. Der wesentliche Vorteil eines neuartigen Sicherheitsventils beruht auf der bistabilen Schaltcharakteristik durch den Einsatz vorgespannter nachgiebiger Aufhängungselemente. Die Dimensionierung eines solchen Ventils erfordert viel Erfahrung im Umgang mit numerischen Simulationswerkzeugen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der nachgiebigen Aufhängungselemente und dem resultierenden Ventilschaltverhalten. Das Ziel besteht darin, ein einfach anzuwendendes Berechnungsmodell zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus wird das Modell anhand experimenteller Untersuchungen an realen Aufhängungselementen validiert und das Verhalten von verschiedenen Ventilprototypen im praktischen Einsatz an Versuchsanlagen betrachtet. Die Ergebnisse können auch zur Dimensionierung von bistabilen Systemen in anderen Anwendungsfeldern genutzt werden.