AT516314B1

AT516314B1 - Sicherheitsschließvorrichtung

Info

Publication number: AT516314B1
Application number: ATA592/2015A
Authority: AT
Original assignee: Pipelife Austria Gmbh & Co Kg
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-03-15
Also published as: AT516314A3; DE102015116193B4; AT516314A2; DE102015116193A1

Abstract

Sicherheitsschließvorrichtung für Gasrohrleitungen mit einem entgegen der Kraft einer Feder (3) verschieblichen Ventilschließglied (1), welches gegen einen Ventilsitz (6) in einem rohrförmigen Gehäuse (5) mit einem Gaszuleitungsanschluss pressbar ist und mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Schließbewegung zusammenwirkt, wobei die Dämpfungseinrichtung Drehmittel umfasst, um das Ventilschließglied (1) während wenigstens eines Teilabschnittes der Schließbewegung in Richtung des Ventilsitzes (6) um die Längsachse des Ventilschließglieds (1) zu drehen. Die Drehmittel sind ausgebildet, um das Ventilschließglied (1) während eines ersten Teilabschnittes (25) der Schließbewegung axial in Richtung des Ventilsitzes (6) zu führen, in einem direkt an den ersten Teilabschnitt (25) anschließenden zweiten Teilabschnitt (26) der Schließbewegung in Richtung des Ventilsitzes (6) um die Längsachse des Ventilschließglieds (1) zu drehen und in einem direkt an den zweiten Teilabschnitt (26) anschließenden dritten Teilabschnitt (27) der Schließbewegung axial in Richtung des Ventilsitzes (6) zu führen.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschließvorrichtung für Gasrohrleitungen mit einem entgegen der Kraft einer Feder verschieblichen Ventilschließglied, welches gegen einen Ventilsitz in einem rohrförmigen Gehäuse mit einem Gaszuleitungsanschluss pressbar ist und mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Schließbewegung zusammenwirkt, wobei die Dämpfungseinrichtung Drehmittel umfasst, um das Ventilschließglied während wenigstens eines Teilabschnittes der Schließbewegung in Richtung des Ventilsitzes um die Längsachse des Ventilschließglieds zu drehen.

[0002] Sicherheitsschließvorrichtungen mit einem entgegen der Kraft einer Feder verschieblichen Ventilschließglied sind bspw. aus der EP 1282797 bekannt und werden in Gasrohrleitungen angeordnet. Insbesondere handelt es sich hierbei um Rohrleitungen für den Transport von Erdgas zu Verbrauchern. Im normalen Betriebszustand herrschen innerhalb der Sicherheitsschließvorrichtung stationäre Druckverhältnisse und das Ventilschließglied befindet sich in seiner Ausgangslage, in welcher das Ventil offen ist. In der Ausgangslage stehen die auf das Ventilschließglied wirkenden Kräfte, nämlich der in Schließrichtung des Ventils wirkende Differenzdruck des Gases und die in Öffnungsrichtung wirkende Federkraft, im Gleichgewicht, so-dass das Ventilschließglied unbewegt bleibt. Die Sicherheitsschließvorrichtung ist hierbei für einen vorbestimmten Nenndurchfluss ausgelegt, bis zu dem das Ventil offen bleibt.

[0003] Fällt bspw. aufgrund eines Lecks in der Gasleitung der Gasdruck auf der stromabwärti-gen Seite der Sicherheitsschließvorrichtung ab, wird das Ventilschließglied aufgrund des Druckes des nachkommenden Gases in den Ventilsitz gepresst und der Gasfluss unterbrochen. Dadurch werden die mit einem Austritt großer Gasmengen verbundenen Gefahren vermieden. Herkömmliche Sicherheitsschließvorrichtungen sind auf einen bestimmten Schließdurchfluss ausgelegt, bei dessen Erreichen das Ventil schließt.

[0004] Allerdings kann es bspw. beim Einschalten von Verbrauchern auch während des normalen Betriebes zu plötzlichen, kurzfristigen (wenigen Zehntelsekunden) und großen Volumenströmen innerhalb der Sicherheitsschließvorrichtung kommen. In diesen Fällen besteht die Gefahr, dass das Ventilschließglied in den Ventilsitz gepresst wird und der Gasfluss unterbrochen wird, obwohl kein Leck oder eine sonstige Störung vorliegt.

[0005] Der Quotient Schließdurchfluss/Nenndurchfluss wird im Allgemeinen als Schließfaktor bezeichnet. Herkömmliche Sicherheitsschließvorrichtungen benötigen für einen sicheren störungsfreien Betrieb relativ hohe Schließfaktoren (bis zu 1,8), um zu verhindern, dass die oben beschriebenen Spitzenvolumenströme zu einem unbeabsichtigten Schließen des Ventils führen.

[0006] Es gilt daher, durch konstruktive Maßnahmen zu verhindern, dass in der kurzen Zeit der Spitzenvolumenströme kein Verschluss der Sicherheitsschließvorrichtung erfolgt. Dies hat zur Folge, dass in die Auslegung des Schließdurchflusses die Spitzenvolumenströme nicht eingerechnet werden müssen und dadurch geringere Schließdurchflüsse im Verhältnis zum Nenndurchfluss möglich sind. Dies ist insbesondere ein sicherheitstechnischer Vorteil, da die Sicherheitsschließvorrichtung bei Erreichen des definierten Schließdurchflusses bei wesentlich kleineren Schäden an der Gasanschlussleitung bestimmungsgemäß schließt.

[0007] Um diese Gefahr eines unbeabsichtigten und ungewollten Verschließens der Sicherheitsschließvorrichtung beim kurzzeitigen Auftreten von Spitzenvolumenströmen zu verringern bzw. zu vermeiden, können konstruktive Maßnahmen getroffen werden, um das Verschließen zu verzögern. Dies hat den Effekt, dass bei einer betriebsbedingten kurzfristigen Gasdurchsatzerhöhung das Ventil zu schließen beginnt, aber aufgrund der gewollten Verzögerung beim Vorgang des Verschließens das Ventil noch nicht geschlossen ist, wenn die stationären Druckverhältnisse wieder hergestellt sind. Dadurch wird der Gasstrom bei einer betriebsbedingten kurzfristigen Gasdurchsatzerhöhung nicht abgeschnitten, sondern läuft normal weiter.

[0008] Tritt hingegen ein Leck oder eine andere unerwünschte Störung auf, so wird das Schließen der Sicherheitsschließvorrichtung zwar kurz verzögert, aber aufgrund der langfristig anhal tenden, abnormalen Druckverhältnisse wird das Ventilglied dennoch in den Ventilsitz gepresst und der Gasdurchfluss unterbrochen.

[0009] Durch die Verzögerung werden, verglichen mit einer Sicherheitsschließvorrichtung ohne Verzögerungsfunktion, lediglich geringe Mengen an Gas zusätzlich durch die Sicherheitsschließvorrichtung geführt. Diese Mengen sind so gering, dass sie unberücksichtigt bleiben können.

[0010] Aus dem Stand der Technik, bspw. der DE 10127435 B4, ist bekannt, dass eine solche Verzögerungsfunktion durch einen Gasdruckstoßdämpfer erzielt werden kann. Hierbei ist das Ventilschließglied in einem Raum gelagert, welcher mit Gas gefüllt ist. Dieser Raum ist mit dem Innenraum der Sicherheitsschließvorrichtung lediglich über eine schmale Leitung verbunden. Wird nun ein Schließen des Ventilschließgliedes ausgelöst, so muss zuerst das Gas aus dem Raum entweichen. Aufgrund der schmalen Leitung dauert dieser Vorgang länger, wodurch eine Verzögerung des Schließens bewirkt wird.

[0011] Diese Lösung hat jedoch mehrere Nachteile. So besteht beispielsweise ein hoher Platzbedarf für die Anordnung eines solchen Dämpfungsraumes, welcher sich negativ auf die Strömungscharakteristik der Sicherheitsschließvorrichtung auswirkt. Weiters ist die Einstellung der Schließcharakteristik kompliziert und kann nicht ohne Weiters angepasst werden.

[0012] Das Dokument US 1102960 A offenbart eine Druckregelvorrichtung für Flüssigkeiten, wobei ein mit einer Stange verbundener Rotor angeordnet ist, der bei hohem Saugdruck in Rotation versetzt wird und ein Ventilschließglied in Richtung eines Ventilsitzes bewegt.

[0013] Das Dokument GB 191101217 A1 offenbart eine Sicherheitsschließvorrichtung, bei der die Schließbewegung eines Sicherheitsventils durch eine Rotation des Schließglieds gebremst wird.

[0014] Das Dokument JP S5718871 A offenbart ein kugelförmiges Ventilschließglied, welches entlang einer spiralförmigen Bahn in Richtung eines Ventilsitzes geführt wird.

[0015] Das Dokument DE 247928 C offenbart ein Rohrbruchventil, bei dem im Schadensfall ein Turbinenrad in Richtung des Sitzes des Ventilkörpers rotierend bewegt wird.

[0016] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative konstruktive Möglichkeit bereitzustellen, die einen Verzögerungseffekt während des Schließvorganges bei einer Sicherheitsschließvorrichtung bewirken kann. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu reduzieren bzw. diese zu beseitigen. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, die Verzögerungsfunktion im Sinne einer Reduzierung des Schließfaktors zu optimieren.

[0017] Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Sicherheitsschließvorrichtung der eingangs genannten Art vor, dass die Drehmittel ausgebildet sind, um das Ventilschließglied während eines ersten Teilabschnittes der Schließbewegung axial in Richtung des Ventilsitzes zu führen, in einem direkt an den ersten Teilabschnitt anschließenden zweiten Teilabschnitt der Schließbewegung in Richtung des Ventilsitzes um die Längsachse des Ventilschließglieds zu drehen und in einem direkt an den zweiten Teilabschnitt anschließenden dritten Teilabschnitt der Schließbewegung axial in Richtung des Ventilsitzes zu führen. Die Größe des Verdrehwinkels wird in Abhängigkeit vom erforderlichen Dämpfungseffekt festgelegt, wobei im Allgemeinen gilt, dass ein größerer Verdrehwinkel einen größeren Dämpfungseffekt bedingt. Diese Verdrehung erfordert einen Kraftaufwand zur Drehbeschleunigung der Masse des Ventilschließglieds, wodurch die translatorische Bewegung des Ventilschließglieds verzögert wird.

[0018] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Drehmittel ausgebildet sind, um das Ventilschließglied während eines ersten Teilabschnittes der Schließbewegung axial in Richtung des Ventilsitzes zu führen, in einem direkt an den ersten Teilabschnitt anschließenden zweiten Teilabschnitt der Schließbewegung in Richtung des Ventilsitzes um die Längsachse des Ventilschließglieds zu drehen und in einem direkt an den zweiten Teilabschnitt anschließenden dritten Teilabschnitt der Schließbewegung axial in Richtung des Ventilsitzes zu führen. Es ist also erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schließbewegung zumindest drei Teilabschnitte umfasst, wobei im ersten und dritten Teilabschnitt die Schließbewegung im Wesentlichen rein axial verläuft, während im zweiten Teilabschnitt, der zwischen dem ersten und dem dritten Teilabschnitt angeordnet ist, eine Verdrehung des Schließkörpers erfolgt. Diese Ausbildung hat sich als besonders geeignet und effizient erwiesen, insbesondere bei Gasleitungen mit geringen Betriebsdrücken von weniger als 25 mbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Drehmittel ausgebildet sind, um eine auf das Ventilschließglied wirkende Schließkraft für die Drehung zu nutzen. Dadurch kann die Drehung besonders einfach und wirkungsvoll erzielt werden.

[0019] In einer besonders bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass die Drehmittel eine Zwangsführung des Ventilschließglieds umfassen, die während wenigstens eines Teilabschnittes der Schließbewegung eine kombinierte Schließ- und Drehbewegung des Ventilschließglieds bewirken. Eine solche Zwangsführung, bevorzugt zwischen zwei verschieblichen Elementen, ist eine besonders einfache, präzise und gleichzeitig wirkungsvolle Maßnahme, um eine erfindungsgemäße Drehung des Ventilschließglieds zu erzielen.

[0020] Besonders einfach und wirkungsvoll ist eine bevorzugte Ausbildung, die vorsieht, dass die Zwangsführung eine schraubenlinienförmige Nut und einen damit zusammenwirkenden Bolzen umfasst. Hierbei sind also lediglich zwei miteinander zusammenwirkende Elemente vorgesehen, die zusammen die Zwangsführung des Ventilschließglieds bewirken. Die Schraubenlinie der Nut kann hierbei eine konstante Steigung aufweisen. Alternativ kann die Schraubenlinie eine mit größer werdendem Schließhub ansteigende oder abnehmende Steigung aufweisen, wodurch die Dämpfungscharakteristik den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend beeinflusst werden kann. Weiters kann die Nut lediglich teilweise schraubenlinienförmig und teilweise axial verlaufend ausgebildet sein.

[0021] I m Unterschied zu einer Verdrehung bspw. in einem Gewinde wird die Dämpfung des Schließvorganges in einem Nut-Bolzen-System während des zweiten Teilabschnittes fast ausschließlich durch den Kraftaufwand zur Drehbeschleunigung der Masse des Ventilschließgliedes erreicht und nicht durch Reibung im Gewinde.

[0022] insbesondere bei Gasleitungen mit geringem Betriebsdruck hat sich herausgestellt, dass es besonders wirkungsvoll ist, dass die Nut in einem ersten und einem dritten Teilabschnitt jeweils im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Ventilschließglieds verläuft und in einem zweiten Teilabschnitt schräg zur Längsachse des Ventilschließglieds, bevorzugt in einem Winkel von 15-45°, besonders bevorzugt in einem Winkel von 25°-35°.

[0023] Dadurch wird erreicht, dass die Schließbewegung in der Anfangsphase auch bei geringen Druckunterschieden beginnen kann. Eine unmittelbar bei Beginn der Schließbewegung beginnenden Drehung ist bei geringen Druckverhältnissen nicht möglich, weil die Schließbewegung verhindert bzw. ungewollt stark verzögert würde. Daher ist eine axiale Beschleunigungsphase zu Beginn nötig. Anschließend wird die Bewegung des Ventilschließglieds gedämpft. Bevor der Ventilsitz erreicht wird, wird die Drehbewegung wieder beendet. Dies ist notwendig, weil bereits bei leichter Berührung des Ventilsitzes mit einem am Ventilschließglied angeordneten Dichtelement die Verdrehung durch die dabei auftretende Reibung nicht mehr möglich ist und die Sicherheitsschließvorrichtung nicht mehr vollständig schließen würde. Durch das Vorsehen eines dritten Teilabschnittes, bei welchem das Ventilschließglied ausschließlich in axialer Richtung geführt wird, wird dieses Problem vermieden.

[0024] Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die insbesondere schraubenlinienförmige Nut oder der damit zusammenwirkende Bolzen ortsfest angeordnet ist und der jeweils andere Teil mit dem Ventilschließglied starr verbunden ist. Eines dieser Elemente, der Bolzen oder die Nut, ist also ortsfest angeordnet und der andere Teil mit dem Ventilschließglied verbunden, sodass eine Relativbewegung zwischen dem Bolzen und der Nut zu einer Relativbewegung zwischen dem Ventilschließglied und der Sicherheitsschließvorrichtung führt. Wird das Ventilschließglied nunmehr in Richtung des Ventilsitzes geführt, so bewirkt die Führung des Bolzens in der schraubenlinienförmigen Nut eine gleichzeitige, mit der translatorischen Schließbewegung gekoppelte Drehung.

[0025] Eine weitere bevorzugte Ausbildung, um die Sicherheitsschließvorrichtung zu verkürzen und um strömungstechnische Vorteile zu erzielen, sieht vor, dass die Feder angeordnet ist, um mit einem in dem rohrförmigen Gehäuse angeordneten Lager zusammenzuwirken, wobei das Lager im Wesentlichen in der Mitte des durch das rohrförmige Gehäuse gebildeten Hohlraumes angeordnet ist, und das Lager bevorzugt mit dem rohrförmigen Gehäuse über zumindest zwei Stege verbunden ist. Insbesondere können die Stege als Gleichrichterelemente ausgebildet sein. Solche Gleichrichterelemente bewirken eine gleichmäßige, unverwirbelte Strömung durch diesen Bereich der Sicherheitsschließvorrichtung. Abhängig vom Innendurchmesser der Sicherheitsschließvorrichtung können bevorzugt drei oder auch mehr Gleichrichterelemente vorgesehen sein.

[0026] Alternativ kann die Feder an der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses angeordnet sein. Durch diese Anordnung ist es möglich, dass das Gas in zumindest einem Abschnitt der Sicherheitsschließvorrichtung in einem mittleren Bereich des rohrförmigen Gehäuses strömen kann. Gleichzeitig kann die Innenwand als seitliche Begrenzung der Feder genutzt werden.

[0027] Um einen zusätzlich verbesserten Strömungsverlauf in der Mitte der Sicherheitsschließvorrichtung bereitzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Feder angeordnet ist, um mit einem bevorzugt hülsenförmigen Führungselement zusammenzuwirken, welches über zumindest zwei Stege mit dem Ventilschließglied verbunden ist. Auch diese Stege können als Gleichrichterelemente ausgebildet sein und es können insbesondere drei oder mehr Stege vorgesehen sein.

[0028] Weiters ist es bevorzugt, dass die Feder eine Druckfeder ist. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausführung der Feder und damit der Sicherheitsschließvorrichtung. Alternativ kann die Feder auch eine Zugfeder sein.

[0029] Bevorzugt ist die Feder als Schraubenfeder ausgebildet. Solche Federn stellen bei einem geringen Eigengewicht eine hohe, reproduzierbare Federkraft bereit.

[0030] Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Ventilschließglied zumindest teilweise axial innerhalb der Feder angeordnet ist. Diese Ausführung verkürzt die erforderliche Länge der Sicherheitsschließvorrichtung.

[0031] Es ist besonders bevorzugt, dass die Zwangsführung eine schraubenlinienförmige Nut umfasst, die im Ventilschließglied, im Lager, im Führungselement oder im hülsenförmigen Führungselement angeordnet ist.

[0032] Weiters ist es besonders bevorzugt, dass die Zwangsführung einen Bolzen umfasst, der mit dem rohrförmigen Gehäuse, mit dem Ventilschließglied, mit dem Lager oder dem Führungselement starr verbunden ist und in eine schraubenlinienförmige Nut eingreift.

[0033] Die Erfindung betrifft weiters die Verwendung einer erfindungsgemäßen Sicherheitschließvorrichtung in einer Gasleitung mit einem Betriebsdruck von 15 mbar bis 25 mbar.

[0034] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen [0035] Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschließvorrich tung gemäß einer ersten Ausführungsform, [0036] Fig. 2 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschließvorrich tung gemäß einer zweiten Ausführungsform, [0037] Fig. 3 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschließvorrich tung gemäß einer dritten Ausführungsform, [0038] Fig. 4 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschließvorrich tung gemäß einer vierten Ausführungsform, [0039] Fig. 5 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschließvorrich tung gemäß einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschließvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform, [0040] Fig. 6 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Sicherheitsschließvorrich tung gemäß einer sechsten Ausführungsform und in [0041] Fig. 7 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausbildung der Dreh mittel.

[0042] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsschließvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform während des Normalbetriebs dargestellt. Diese umfasst ein bezüglich der Achse 11 rotationssymmetrisches Ventilschließglied 1, welches an einem in der Achse 11 verlaufenden Schaft 13 angeordnet ist. Der Schaft 13 trägt an seinem dem Ventilschließglied gegenüberliegenden Endbereich eine starr daran befestigte Kappe 23 und ist in einem zylindrischen Hohlraum eines Lager 2 gegen die Kraft der Feder 3 in Richtung der Achse 11 verschieblich angeordnet. In dieser Ausführung ist die Feder 3 eine Druckfeder und wirkt einerseits mit dem Lager 2 und andererseits mit dem Ventilschließglied 1 zusammen. Die Feder 3 ist hierbei in einem Ringraum aufgenommen, der innen von einem mit verringertem Durchmesser ausgebildeten Bereich des Schafts 13 und außen durch drei um die Achse 11 gleichmäßig verteilte Stege 4 begrenzt ist. Die Feder 3 ist in dem Ringraum zwischen einem durch die Durchmesserverringerung gebildeten Absatz am Schaft 13 und einem stirnseitigen Anschlag des Lagers 2 eingespannt. Das Lager 2 ist mittels dreier als Gleichrichterelemente wirkender Stege 4 in einem rohrförmigen Gehäuse 5 gehalten, welches in ein der Gasversorgung dienendes Rohr 22 einschiebbar ist. Die Richtung des Gasflusses ist mit 10 bezeichnet. Das Ventilschließglied 1 ist somit auf der Seite der Gaszuleitung der Sicherheitsschließvorrichtung angeordnet. Das Ventilschließglied 1 ist ausgebildet, um mit dem Ventilsitz 6 im geschlossenen Zustand eine dichte Absperrung zu bilden. Weiters umfasst das Ventilschließglied 1 einen Elastomerring 7, welcher die Dichtheit dieser Absperrung unterstützt. Der Elastomerring 7 ist in einer ringförmigen Nut angeordnet.

[0043] Herrscht in dem Rohr 22 ein Gasfluss in Richtung des Pfeils 10, umströmt das Gas das Ventilschließglied 1 und durchströmt den ringförmigen Spalt zwischen dem Ventilschließglied 1 und dem Ventilsitz 6. Da der Ringspalt eine Querschnittsverengung darstellt, entsteht in Flussrichtung unmittelbar hinter dem Ventilschließglied 1 ein Unterdrück, der auf Grund der Druckdifferenz eine Schließkraft auf das Ventilschließglied 1 ausübt. Die Sicherheitsschließvorrichtung ist so ausgebildet, dass der Durchflussquerschnitt im in Flussrichtung an den Ventilsitz 6 anschließenden Bereich zunimmt, sodass ein Diffusor ausgebildet wird, welcher der Reduktion des Druckverlustes dient.

[0044] In der in Fig. 1 dargestellten Normalbetriebsposition ist die Feder 3 vorgespannt und hält den Schaft 13 bzw. das Ventilschließglied 1 in der durch die Kappe 23 definierten offenen Position. Die Vorspannung der Feder 3 ist so gewählt, dass sie das Ventilschließglied 1 entgegen der durch den Differenzdruck hervorgerufenen Schließkraft offen hält, solange der Gasfluss nicht den vorbestimmten Nenndurchfluss übersteigt. Beim Übersteigen des Nenndurchflusses, insbesondere bei Erreichen des Schließdurchflusses, für welchen die Sicherheitsschließvorrichtung ausgelegt wird, übersteigt die Schließkraft die Haltekraft der Feder 3 und das Ventilschließglied 1 wird gegen den Ventilsitz 6 gedrückt.

[0045] Um zu vermeiden, dass eine auf Grund von kurzzeitigen Flussmaxima (z.B. beim Einschalten von Verbrauchern) erhöhte Schließkraft zu einem Schließen des Ventils führt, ist die Sicherheitsschließvorrichtung mit einer Dämpfungseinrichtung ausgestattet, welche die beginnende Schließbewegung des Ventilschließglieds 1 verzögert bzw. dämpft. Dazu ist eine Zwangsführung für das Ventilschließglied so vorgesehen, dass es während des Schließweges zu einer Drehbewegung um die Achse 11 gezwungen wird. Zu diesem Zweck sind Drehmittel in der Form eines mit dem rohrförmigen Gehäuse 5 verbundenen, ortsfesten Bolzens 8, welcher mit einer im Schaft 13 des Ventilschließglieds ausgebildeten schraubenlinienförmigen Nut 9 zusammenwirkt, vorgesehen. Die schraubenlinienförmige Nut 9 ist so ausgebildet, dass sie um die Längsachse 11 gewendelt. ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Nut lediglich in einem Teilabschnitt schraubenförmig ausgebildet ist.

[0046] Während des Schließvorganges wird das Ventilschließglied 1 in Richtung des Pfeils 10 bewegt. Durch das Zusammenwirkenden des Bolzens 8 und der Nut 9 wird das Ventilschließglied 1 während der Schließbewegung durch eine Zwangsführung zusätzlich zur translatorischen Bewegung in Richtung des Pfeils 10 um die Längsachse 11 des Ventilschließglieds 1 gedreht. Diese Drehung bewirkt eine Verzögerung der Schließbewegung, sodass bei lediglich kurzfristigem hohen Entnahmevolumen das Ventilschließglied 1 nicht schließt, bevor sich wieder eine stationäre Strömung einstellt.

[0047] In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsschließvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile wie in Fig. 1 bezeichnen. Der Aufbau unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung lediglich durch die Anordnung des Bolzens 8 und der Nut 9. In dieser Ausbildung ist der Bolzen 8 starr mit dem Schaft 13 des Ventilschließglieds 1 verbunden und die Nut 9 ist am Innenumfang des Lagers 2 angeordnet, sodass das Ventilschließglied 1 während zumindest eines Teilabschnitts der Schließbewegung relativ zum Lager 2 gedreht wird.

[0048] In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsschließvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Der Aufbau unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung vor allem durch die Anordnung des Bolzens 8 und der Nut 9. In dieser Ausbildung ist der Bolzen 8 starr mit dem rohrförmigen Gehäuse 5 verbunden und die Nut 9 ist in der Federschutzhülse 12 des Ventilschließglieds 1 angeordnet, um die Drehbewegung des Ventilschließglieds 1 während des Schließvorganges zu erzwingen. Die Federschutzhülse 12 ist vorgesehen, um die Feder 3 gegenüber dem durchfließenden Gas abzuschirmen und bildet gemeinsam mit dem Schaft 13 einen ringförmigen Hohlraum aus, in dem die Feder 3 aufgenommen ist. Die Federschutzhülse 12 ist hierbei einstückig mit dem Ventilschließglied 1 ausgebildet. Weiters sind die Stege 4 mit einer Ausnehmung 24 so geformt, um eine Verschiebung der Federschutzhülse 12 in Richtung des Pfeils 10 zu ermöglichen.

[0049] In Fig. 4 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsschließvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Der Aufbau unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung durch die Anordnung des Bolzens 8 und der Nut 9. In dieser Ausbildung ist der Bolzen 8 starr mit dem rohrförmigen Gehäuse 5 und dem Lager 2 verbunden und die Nut 9 ist in dem Schaft 13 des Ventilschließglieds 1 angeordnet.

[0050] In Fig. 5 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsschließvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 4 sind in dieser Ausbildung alle für das Verschließen des Ventils notwendigen Bauteile stromaufwärts des Ventilsitzes 6 angeordnet. Die Sicherheitsschließvorrichtung umfasst ein Ventilschließglied 1, welches mithilfe einer Schraube 14 mit einem Lager 15 lösbar verbunden ist. Das Lager 15 ist über Gleichrichterelemente 4 mit einem Führungselement 16 verbunden. Das Führungselement 16 wirkt über einen Führungsanschlag 17 mit einer schraubenförmigen Druckfeder 18 zusammen. Der Bewegungsraum der Druckfeder 18 ist auf der dem Führungsanschlag 17 gegenüberliegenden Seite durch einen Rohranschlag 19 begrenzt, sodass sich die Druckfeder 18 im Betrieb immer zwischen dem Führungsanschlag 17 und dem Rohranschlag 19 befindet. Der Rohranschlag 19 ist an der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses 5 angeordnet, ebenso wie auch die Druckfeder 18 an dieser Innenwand angeordnet ist. Das Ventilschließglied 1 ist ausgebildet, um mit dem Ventilsitz 6 eine dichte Absperrung zu bilden. Weiters umfasst das Ventilschließglied 1 einen Elastomerring 7, welcher die Dichtheit dieser Absperrung unterstützt. An den Ventilsitz 6 anschließend ist ein Diffusor 20 angeordnet.

[0051] Der Bolzen 8 ist in dieser Ausbildung ortsfest mit dem rohrförmigen Gehäuse 5 verbunden und die Nut 9 ist in dem Führungselement 16 angeordnet. Bewegt sich das Ventilschließ- glied 1 entlang des Pfeils 10, so wird das Führungselement 16 und somit auch das mit dem Führungselement 16 starr verbundene Ventilschließglied 1 gleichzeitig gedreht, wodurch der Schließvorgang verzögert wird.

[0052] In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsschließvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Das Ventilschließglied 1 bildet mit dem Führungselement 16 eine Einheit, wobei der Gasdurchfluss mithilfe von Öffnungen 21 bereitgestellt ist. In dieser Ausbildung ist, ähnlich wie in der Ausführung gemäß Fig. 5, der Bolzen 8 starr mit dem rohrförmigen Gehäuse 5 verbunden und die schraubenlinienförmige Nut 9 ist in dem Führungselement 16 angeordnet.

[0053] In Fig. 7 ist eine bevorzugte Ausbildung der Drehmittel schematisch dargestellt. Hierbei wirkt eine Nut 9, die in einem ersten Teilabschnitt 25 und in einem dritten Teilabschnitt 27 parallel zur Achse 11 des Ventilschließglieds sowie in einem zweiten Teilabschnitt 26 schräg zur Achse 11 des Ventilschließglieds 1 ist, mit einem Bolzen 8 zusammen. Der Pfeil 10 stellt die Bewegungsrichtung des Ventilschließglieds 1 dar. In dieser Darstellung ist das Ventilschließglied 1 offen und der Bolzen 8 am Ventilschließglied 1 angeordnet. Wird nun das Ventilschließglied 1 in Richtung des Pfeils 10 bewegt, so wird das Ventilschließglied 1 im ersten Teilabschnitt 25 axial bewegt, im zweiten Teilabschnitt 26 axial bewegt und gleichzeitig um die Achse 11 gedreht und im dritten Teilabschnitt 27 axial bewegt. Der Winkel 28 zwischen dem zweiten Teilabschnitt 26 und der Achse 11 beträgt bevorzugt zwischen 15-45°, besonders bevorzugt zwischen 25-35°.

Claims

Patentansprüche

1. Sicherheitsschließvorrichtung für Gasrohrleitungen mit einem entgegen der Kraft einer Feder (3) verschieblichen Ventilschließglied (1), welches gegen einen Ventilsitz (6) in einem rohrförmigen Gehäuse (5) mit einem Gaszuleitungsanschluss pressbar ist und mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Schließbewegung zusammenwirkt, wobei die Dämpfungseinrichtung Drehmittel umfasst, um das Ventilschließglied (1) während wenigstens eines Teilabschnittes der Schließbewegung in Richtung des Ventilsitzes (6) um die Längsachse des Ventilschließglieds (1) zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmittel ausgebildet sind, um das Ventilschließglied (1) während eines ersten Teilabschnittes (25) der Schließbewegung axial in Richtung des Ventilsitzes (6) zu führen, in einem direkt an den ersten Teilabschnitt (25) anschließenden zweiten Teilabschnitt (26) der Schließbewegung in Richtung des Ventilsitzes (6) um die Längsachse des Ventilschließglieds (1) zu drehen und in einem direkt an den zweiten Teilabschnitt (26) anschließenden dritten Teilabschnitt (27) der Schließbewegung axial in Richtung des Ventilsitzes (6) zu führen.

2. Sicherheitsschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmittel ausgebildet sind, um eine auf das Ventilschließglied (1) wirkende Schließkraft für die Drehung zu nutzen.

3. Sicherheitsschließvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmittel eine Zwangsführung des Ventilschließglieds (1) umfassen, die während wenigstens eines Teilabschnittes der Schließbewegung eine kombinierte Schließ- und Drehbewegung des Ventilschließglieds (1) bewirken.

4. Sicherheitsschließvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung eine schraubenlinienförmige Nut (9) und einen damit zusammenwirkenden Bolzen (8) umfasst.

5. Sicherheitsschließvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung eine Nut (9) und einen damit zusammenwirkenden Bolzen (8) umfasst, wobei die Nut (9) in einem ersten (25) und einem dritten (27) Teilabschnitt jeweils im Wesentlichen parallel zur Längsachse (11) des Ventilschließglieds (1) verläuft und in einem zweiten Teilabschnitt (26) schräg zur Längsachse (11) des Ventilschließglieds (1), bevorzugt in einem Winkel von 15-45°, besonders bevorzugt in einem Winkel von 25-35°.

6. Sicherheitsschließvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere schraubenlinienförmige Nut (9) oder der damit zusammenwirkende Bolzen (8) ortsfest angeordnet ist und der jeweils andere Teil mit dem Ventilschließglied (1) starr verbunden ist.

7. Sicherheitsschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (3) angeordnet ist, um mit einem in dem rohrförmigen Gehäuse (5) angeordneten Lager (2) zusammenzuwirken, wobei das Lager (2) im Wesentlichen in der Mitte des durch das rohrförmige Gehäuse (5) gebildeten Hohlraumes angeordnet ist, und das Lager (2) bevorzugt mit dem rohrförmigen Gehäuse (5) über zumindest zwei Stege (4) verbunden ist. (Fig. 1-4)

8. Sicherheitsschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (3) an der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses (5) angeordnet ist. (Fig. 5, 6).

9. Sicherheitsschließvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (3) angeordnet ist, um mit einem bevorzugt hülsenförmigen Führungselement (16) zusammenzuwirken, welches über zumindest zwei Stege (4) mit dem Ventilschließglied (1) verbunden ist.

10. Sicherheitsschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (3) eine Druckfeder ist.

11. Sicherheitsschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (1) zumindest teilweise axial innerhalb der Feder (3) angeordnet ist.

12. Sicherheitsschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung eine schraubenlinienförmige Nut (9) umfasst, die im Ventilschließglied (1) (Fig. 1,3,4), im Lager (2) (Fig. 2) oder im hülsenförmigen Führungselement (16) (Fig. 5,6) angeordnet ist.

13. Sicherheitsschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsführung einen Bolzen (8) umfasst, der mit dem rohrförmigen Gehäuse (5) (Fig. 1, 3-6), mit dem Ventilschließglied (1) (Fig. 2) oder mit dem Lager (2) (Fig. 4) starr verbunden ist und in eine schraubenlinienförmige Nut (9) eingreift.

14. Verwendung einer Sicherheitsschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einer Gasleitung mit einem Betriebsdruck von 15 mbar bis 25 mbar. Hierzu 7 Blatt Zeichnungen