DE10043811B4

DE10043811B4 - Gasströmungswächter

Info

Publication number: DE10043811B4
Application number: DE10043811A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. Schulze
Original assignee: Mertik Maxitrol GmbH and Co KG
Current assignee: Maxitrol GmbH and Co KG
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: CA2421346C; EP1315928A1; WO2002021030A1; US6892756B2; US20040031524A1; CA2421346A1; DE10043811A1

Abstract

Gasströmungswächter zum automatischen Absperren von Gasleitungen mit einem gasdichten Gehäuse (1), das im Inneren einen Ventilsitz (6) für einen im Gehäuse (1) beweglichen Schließkörper (14) aufweist, mit einem den Schließkörper (14) führenden Stift (11), mit einer in Strömungsrichtung eingangsseitig im Gehäuse (1) angeordneten Eingangsführung (7), die eine Lagerstelle (9) für den Stift (11) und mehrere radiale Stege (10) aufweist, mit einer in Strömungsrichtung ausgangsseitig im Gehäuse (1) angeordneten Ausgangsführung (8), die eine Lagerstelle (12) für den Stift (11) und mehrere radiale Stege (10) aufweist, und mit einer Schließfeder (16), die sich einerseits an der Ausgangsführung (8) und andererseits an dem Schließkörper (14) abstützt, der durch die Federkraft gegen die Durchströmrichtung in Offenstellung gehalten ist, wobei Durchflussquerschnitt, Fläche des Schließkörpers (14) und Kräfte so festgelegt sind, dass der Schließkörper (14) bei einem definierten Wert des Schließdurchflusses seine Offenstellung verlässt und gegen den Ventilsitz (6) des Gehäuses (1) bewegt wird, so dass...

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasströmungswächter zum automatischen Absperren von Gasleitungen beim Auftreten einer unzulässigen Durchflusserhöhung.
Stand der Technik
Solche Gasströmungswächter, die in Rohrleitungen, wie zum Beispiel vor Gasarmaturen, Gasgeräten usw., eingesetzt werden, gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen. Sie dienen dazu, bei einer Erhöhung des Gasverbrauches über einen vorgegebenen Wert die Gaszufuhr zu unterbrechen.

So ist aus der JP 03033572 A ein Gasströmungswächter bekannt, der im Inneren eines gasdichten Gehäuses einen Ventilsitz für einen im Gehäuse beweglichen Schließkörper aufweist. Der Schließkörper ist fest mit einem Stift verbunden, der eingangs- und ausgangsseitig in je einer Führung längsbeweglich gelagert ist. Durch die Federkraft einer Schließfeder, die sich einerseits an der Ausgangsführung und andererseits an dem Schließkörper abstützt, wird der Schließkörper gegen die Durchströmrichtung in Offenstellung gehalten. Dazu weist die Eingangsführung einen Anschlag auf. Bei Überschreitung eines festgelegten Durchflusses, des sogenannten Schließdurchflusses, wird der Schließkörper gegen den Ventilsitz bewegt und verschließt die nachgeordnete Gasleitung. Eine Justierung des Schließdurchflusses ist bei dieser Ausführung nicht vorgesehen.

In der WO 92/01184 A1 ist ein als Sicherheitsschließvorrichtung bezeichneter Gasströmungswächter der eingangs genannten Art beschrieben, der bei einer auftretenden Beschädigung des Rohrleitungssystems dieses verschließt, ohne jedoch ein vorzeitiges Verschließen der Zuleitung zu bewirken, wenn ein Verbrau cher über einen längeren Zeitraum die seiner Leistung entsprechende Gasmenge benötigt. Bei dieser Sicherheitsschließvorrichtung ist ein Ventil als Tellerventil ausgebildet.

Dabei ist der Ventilkörper auf einem Ventilschaft befestigt, der beidseitig in Gleitlagern in axialer Richtung des Ventils entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar gelagert ist. Der Ventilteller wirkt dabei mit einem, in einer von zwei Ringscheiben befindlichen Ventilsitz zusammen, wobei die Ringscheiben gleichzeitig als Lagerung für die weiter oben bereits genannten Gleitlager dienen. Die Ringscheiben sind mit Ausnehmungen bzw. Durchbrüchen versehen.

Da jedem Durchflusswert ein definierter Wert des Druckverlustes am geöffneten Ventil zugeordnet ist, ist eine Verschiebung des Arbeitspunktes auf der Druckverlustkennlinie oder/und eine Verschiebung der Druckverlustkennlinie der Sicherheitsschließvorrichtung erforderlich, um den Schließdurchfluss an die Art, Natur und Menge der Verbraucher exakt anpassen zu können.

Dazu ist die Federkraft der Feder und/oder der Schließweg des Ventils einstellbar. Für eine Verstellung des Schließweges des Ventils ist am freien Ende des Ventilschaftes eine Mutter vorgesehen, die auf einem auf dem Ventilschaft befindlichen Gewinde aufgeschraubt ist. Für die Einstellung der Federkraft dient eine im Bereich zwischen den beiden Gleitlagern angeordnete, beispielsweise von einer zweiten Mutter gebildete Verstelleinrichtung.

Desweiteren ist aus der GB 556,863 ein automatisch wirkendes Absperrventil bekannt. Dieses Absperrventil besteht aus einem, beidseitig ein Anschlussgewinde aufweisendes, rohrförmigen Gehäuse. Im Gehäuse ist eine mit Durchbrüchen versehene Ringscheibe angeordnet, die mittig ein Gleitlager für einen längsbeweglichen Ventilschaft aufweist, der an einem Ende einen Ventilkörper besitzt, der mit einem im Gehäuse befindlichen Ventilsitz zusammenwirkt. Eine sich einerseits am Ventilkörper und andererseits an der Ringscheibe abstützende Druckfeder hält den Ventilkörper bis zum Erreichen des eingestellten Schließdurchflusses in Offenstellung. Zur Änderung des Schließdurchflusses erfolgt bei dieser Ausführung eine Veränderung der Einstellung der Federkraft, indem die Einschraubtiefe des Ventilschaftes in eine Haube, und damit die Einbaulänge der Feder verändert wird.

Einen ähnlichen Aufbau besitzt ein in der US 3,794,077 beschriebenes Ventil. Eine sich einerseits an einem im Gehäuse befindlichen, und ebenfalls Durchbrüche aufweisenden, Gleitlager und andererseits an einer auf dem Ventilschaft 1 aufgeschraubten Mutter abstützende Druckfeder hält den Ventilkörper bis zum Erreichen des eingestellten Schließdurchflusses in Offenstellung. Durch ein Verändern der Lage der Mütter, die jedoch durch einen Stift gegen ein Verdrehen gesichert ist, auf dem Ventilschaft, wird auch hier die Einbaulänge der Druckfeder und damit über die Änderung der Federkraft der Schließdurchfluss verändert.

Bei diesen Lösungen ist es von Nachteil, dass die Einstellung eines definierten Wertes des Schließdurchflusses eine entsprechende Justier- und Prüfvorrichtung erfordert und somit vorrangig durch den Hersteller solcherart Sicherheitseinrichtungen im Rahmen der Fertigung erfolgt. Eine gewünschte Einstellung direkt am Einbauort, beispielsweise durch den jeweiligen Installationsbetrieb, ist praktisch nicht möglich. Da zur Erzielung einer größtmöglichen Sicherheit eine Abhängigkeit des Schließdurchflusses der eingesetzten Sicherheitseinrichtung vom möglichen Nenndurchfluss wünschenswert und zum Teil auch gefordert ist, muss eine verhältnismäßig hohe Anzahl von Varianten zur Verfügung stehen. Das hat wiederum einen erhöhten Fertigungs- und Lageraufwand zur Folge

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Gasströmungswächter der genannten Art zu entwickeln, bei dem die Einstellung/Änderung des Schließdurchflusses ohne konstruktive Veränderungen, wie beispielsweise dem Einsatz unterschiedlicher Federn in Abhängigkeit vom gewünschten Schließdurchfluss, und somit auch noch nach der Fertigung möglich ist. Insbesondere soll es ermöglicht werden, dass die Einstellung des Schließdurchflusses auch außerhalb der Fertigungsstätte, vorteilhafterweise erst zum Zeitpunkt der Installation, erfolgt. Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass auf der Eingangsführung ein Distanzstück angeordnet ist, das in Offenstellung des Gasströmungswächters einen Anschlag für den Schließkörper bildet, wobei das Distanzstück mittels an ihm befindlicher Rastbereiche, die hinter die Stege der Eingangsführung fassen und unter der Einwirkung einer Feder, die sich einerseits an der dem Schließkörper abgewandten Seite der Eingangsführung und andererseits am Distanzstück abstützt, in seiner Lage gehalten wird.

Damit wurde eine Lösung gefunden, mit der der bisherige Nachteil des Standes der Technik, dass die Einstellung eines definierten Wertes des Schließdurchflusses auf Grund des dazu notwendigen Aufwandes vorrangig nur durch den Hersteller solcherart Sicherheitseinrichtungen im Rahmen der Fertigung erfolgt, beseitigt wurde.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den anderen Patentansprüchen hervor. Um mit einem Distanzstück mehrere unterschiedliche Werte des Schließdurchflusses einstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung beispielsweise möglich, dass jeder Rastbereich unterschiedliche Raststellungen aufweist, deren jeweiliger Eingriff durch Verdrehen des Distanzstückes um einen den Raststellungen zugeordneten Verdrehwinkel realisierbar ist, wobei in Abhängigkeit von der Raststellung die Lage des Anschlages für den Schließkörper in Offenstellung in Längsrichtung des Stiftes veränderbar ist.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich in diesem Zusammenhang, wenn bei dieser Ausführung eine ungewollte Verstellung des eingestellten Wertes vermieden wird, indem das Distanzstück eine Verdrehsicherung aufweist, die jedoch bei gegen die Kraft der Feder bewegtem Distanzstück außer Kraft gesetzt ist, um eine gewollte Veränderung des eingestellten Wertes zu ermöglichen.

Desweiteren erweist sich eine Ausführung als vorteilhaft, bei der das Distanzstück unverlierbar auf der Eingangsführung gehalten wird, indem es eine jedem Steg der Eingangsführung zugeordnete federnde Lippe aufweist, die ein Überschnappen des Steges erlaubt, wohingegen durch ebenfalls jedem Steg der Eingangsführung zugeordnete Zapfen ein Herausdrücken verhindert ist.

Die Endung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Gasströmungswächter in geschnittener Darstellung in Offenstellung
2 eine Ansicht A des Gasströmungswächters aus 1
3 eine Ansicht des Distanzstückes aus 1
4 eine Ansicht B des Distanzstückes aus 3.
Das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 1, das in eine nicht dargestellte Gasleitung eingedrückt werden kann. Vorteilhafterweise ist das Gehäuse 1 dazu mit einer Einführungsschräge 2 versehen. Um die notwendige Dichtheit zwischen der Gasleitung und dem Gehäuse 1 zu garantieren, weist das Gehäuse 1 eine umlaufende Nut 3 auf, die als Aufnahme für einen nicht dargestellten O-Ring dient. Es versteht sich von selbst, daß auch ein anderer Anschluß möglich ist.
Eingangs- und ausgangsseitig ist das Gehäuse 1 jeweils mit einer Ausdrehung 4 versehen. Zwischen beiden Ausdrehungen 4 besitzt das Gehäuse 1 eine Einschnürung 5, die auf ihrer dem Eingang zugewandten Seite als Ventilsitz 6 ausgebildet ist. In die eingangs- bzw. ausgangsseitige Ausdrehung 4 ist eine Eingangsführung 7 bzw. Ausgangsführung 8 eingepresst. Um die den Strömungsquerschnitt verringernde Fläche der Eingangsführung 7 und der Ausgangsführung 8 möglichst gering zu halten, sind diese günstigerweise als Blechformteile ausgestaltet, die drei radiale Stege 10 aufweisen, die gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind (2 und 4). Die Eingangsführung 7 ist mittig mit einer Lagerstelle 9 für einen Stift 11 versehen, dessen zweite Lagerstelle 12 durch ein mittig in die Ausgangsführung 8 eingeschraubtes Justierelement 13 gebildet wird. In den Lagerstellen 9 und 12 wird der Stift 11 längsbeweglich geführt, auf dem ein Schließkörper 14 beispielsweise mittels Presspassung befestigt ist. Zum Erzielen der gewünschten Dichtheit bei der Geschlossenstellung des Gasströmungswächters besitzt der Schließkörper 14 eine ringförmige Aufnahme für einen als elastisches Abdichtelement dienenden O-Ring 15. Auf dem Justierelement 13 stützt sich eine Schließfeder 16 ab, die mit ihrem anderen Ende den Schließkörper 14 in seiner Oftenstellung hält. Dabei wird die Offenstellung durch den Anschlag des Schließkörpers 14 an einem auf der Eingangsführung 7 befestigten Distanzstück 17 festgelegt, das zu diesem Zweck Anschlagpunkte 18 aufweist.
Zur Befestigung auf der Eingangsführung 7 ist das Distanzstück 17 mit jedem Steg 10 zugeordneten Rastbereichen 19 versehen, die hinter die Stege 10 fassen (2). Dabei erlaubt eine jedem Steg 10 zugeordnete federnde Lippe 20 beim Montieren des Distanzstückes 17 ein Überschnappen des Steges 10. Die Lage des Steges 10 vor dem Überschnappen ist in 3 dargestellt. Nach dem ebenfalls in 3 aber diesmal in gestrichelter Form gezeigten Überschnappen wird ein Herausdrücken des Steges 10 aus dem Distanzstück 17 mittels ebenfalls den Stegen 10 zugeordneten Zapfen 21 verhindert. Unter der Einwirkung einer Feder 22 die sich einerseits an der dem Schließkörper 14 abgewandten Seite der Eingangsführung 7 und andererseits am Distanzstück 17 abstützt, wird das Distanzstück 17 in seiner Lage gehalten.
Um unterschiedliche Schließdurchflüsse einstellen zu können, weist jeder Rastbereich 19 unterschiedliche Raststellungen, in diesem Ausführungsbeispiel drei , auf, die durch ein entsprechendes Verdrehen des Distanzstückes 17 realisiert werden. In den gezeigten Darstellungen befinden sich die Stege in der Rastebene E1, die günstigerweise gleich durch den Zapfen 21 gebildet wird. Die beiden anderen Rastebenen sind in den 2 und 3 mit E2 und E3 für jeweils zumindest einen Steg 10 gekennzeichnet. Damit wird in Abhängigkeit von der gewählten Raststellung die Lage der Anschlagpunkte 18 für den Schließkörper 14 bei dessen Offenstellung in Längsrichtung des Stiftes 11 verändert. Durch auf dem Distanzstück 17 aufgebrachte Markierungen 24 ist die jeweilige Einstellung sofort erkennbar.
Um ein ungewolltes Verstellen des gewählten Schließdurchflusses zu verhindern, ist jeder einzelnen Rastebene eine Erhöhung zugeordnet, die auf Grund der Wirkung der Feder 22 als Verdrehsicherung 23 dient. Erst durch eine äußere gegen die Feder 22 gerichtete Krafteinwirkung wird das Distanzstück 17 so weit in Längsrichtung bewegt, dass sich jeder Steg 10 außerhalb der Einwirkung der Verdrehsicherung 23 befindet.
Die Wirkungsweise des in diesem Ausführungsbeispiel beschriebenen Gasströmungswächters ist wie folgt:
Der Gasströmungswächter wird werksseitig mittels Verstellung des Justierelementes 13 und unter Verwendung entsprechender Justier- und Prüfvorrichtungen auf einen bestimmten Wert des Schließdurchflusses eingestellt. Um vor Ort den Schließdurchfluss an die Art, Natur und Menge der Verbraucher exakt anpassen zu können, kann zur Einstellung des gewünschten Schließdurchflusses nun die Lage des Schließkörpers 14 in Offenstellung durch die Verwendung der entsprechenden Raststellung des Distanzstückes 17 verändert werden. Dadurch werden die Druckverlustkennlinie des Gasströmungswächters und in Abhängigkeit von der Federkonstanten der Schließfeder 16 auch der Arbeitspunkt um einen mehr oder weniger großen Betrag verschoben, wodurch der Schließdurchfluss verändert wird. Anschließend wird der Gasströmungswächter so in eine Gasleitung eingebaut, dass die durch Pfeile in der Darstellung der 1 angegebene Strömungsrichtung des Gases eingehalten wird. Im Normalfall befindet er sich dann in der in 1 dargestellten Stellung. Dabei wird der Schließkörper 14 unter der Einwirkung der gegen die Strömung wirkenden Schließfeder 16 in Offenstellung gehalten. Tritt auf Grund einer Beschädigung einer nachgeordneten Gasleitung oder eines nachgeordneten schadhaften Verbrauchers ein über dem Schließdurchfluss liegender Gasverbrauch auf, so wird durch die Erhöhung der Strömung die Kraft der Schließfeder 16 überwunden, und der Schließkörper 14 nimmt die Schließstellung ein. Die Gaszufuhr ist unterbrochen.

1: Gehäuse
2: Einführungsschräge
3: Nut
4: Ausdrehung
5: Einschnürung
6: Ventilsitz
7: Eingangsführung
8: Ausgangsführung
9: Lagerstelle
10: Steg
11: Stift
12: Lagerstelle
13: Justierelement
14: Schließkörper
15: O-Ring
16: Schließfeder
17: Distanzstück
18: Anschlagpunkt
19: Rastbereich
20: Lippe
21: Zapfen
22: Feder
23: Verdrehsicherung
24: Markierung
E1: Rastebene 1
E2: Rastebene 2
E3: Rastebene 3

Claims

Gasströmungswächter zum automatischen Absperren von Gasleitungen mit einem gasdichten Gehäuse (1), das im Inneren einen Ventilsitz (6) für einen im Gehäuse (1) beweglichen Schließkörper (14) aufweist, mit einem den Schließkörper (14) führenden Stift (11), mit einer in Strömungsrichtung eingangsseitig im Gehäuse (1) angeordneten Eingangsführung (7), die eine Lagerstelle (9) für den Stift (11) und mehrere radiale Stege (10) aufweist, mit einer in Strömungsrichtung ausgangsseitig im Gehäuse (1) angeordneten Ausgangsführung (8), die eine Lagerstelle (12) für den Stift (11) und mehrere radiale Stege (10) aufweist, und mit einer Schließfeder (16), die sich einerseits an der Ausgangsführung (8) und andererseits an dem Schließkörper (14) abstützt, der durch die Federkraft gegen die Durchströmrichtung in Offenstellung gehalten ist, wobei Durchflussquerschnitt, Fläche des Schließkörpers (14) und Kräfte so festgelegt sind, dass der Schließkörper (14) bei einem definierten Wert des Schließdurchflusses seine Offenstellung verlässt und gegen den Ventilsitz (6) des Gehäuses (1) bewegt wird, so dass in der Schließstellung die dem Gasströmungswächter nachgeordnete Gasleitung verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Eingangsführung (7) ein Distanzstück (17) angeordnet ist, das in Offenstellung des Gasströmungswächters einen Anschlag (18) für den Schließkörper (14) bildet, wobei das Distanzstück (17) mittels an ihm befindlicher Rastbereiche (19), die hinter die Stege (10) der Eingangsführung (7) fassen und unter der Einwirkung einer Feder (22), die sich einerseits an der dem Schließkörper (14) abgewandten Seite der Eingangsführung (7) und andererseits am Distanzstück (17) abstützt, in seiner Lage gehalten wird.
Gasströmungswächter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rastbereich (19) unterschiedliche Raststellungen aufweist, deren jeweiliger Eingriff durch Verdrehen des Distanzstückes (17) um einen den Raststellungen zugeordneten Verdrehwinkel realisierbar ist, und dass in Abhängigkeit von der Raststellung die Lage des Anschlages (18) für den Schließ körper (14) bei dessen Offenstellung in Längsrichtung des Stiftes (11) veränderbar ist.
Gasströmungswächter nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (17) eine Verdrehsicherung (23) aufweist, die bei gegen die Kraft der Feder (22) bewegtem Distanzstück (17) außer Kraft gesetzt ist.
Gasströmungswächter nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (17) eine jedem Steg (10) der Eingangsführung (7) zugeordnete federnde Lippe (20) aufweist, die ein Überschnappen des Steges (10) erlaubt, wohingegen durch ebenfalls jedem Steg (10) der Eingangsführung (7) zugeordnete Zapfen (21) ein Herausdrücken desselben verhindert ist.