DE10108537C2 - Wärmegesteuertes Feuerschutzventil - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft ein wärmegesteuertes Feuerschutzventil.

Insbesondere betrifft diese Erfindung ein wärmegesteuertes Feuerschutzventil, das geeignet ist, den Fluss in Rohrleitungen oder am Auslass von Behältern, insbesondere Gasbehältern, zu sperren.

Es sind Vorrichtungen zur Unterbrechung des Flusses, insbesondere des Gasflusses, bekannt, die normalerweise als Feuerschutzventile bezeichnet werden und an Zufuhrleitungen vor temperaturempfindlichen Teilen wie z. B. Kunststoffleitungen, Hähnen, Zählern, Funktionsgeräten u. ä. verwendet werden.

Die Aufgabe dieser Feuerschutzventile besteht darin, den Gasfluss zu sperren, wenn die Temperatur einen vorherbestimmten Schwellenwert übersteigt.

Diese Vorrichtungen sind, auch wenn sie heute verwendet werden, nicht frei von Nachteilen wie z. B. dem, dass das Sperren des Flusses nicht garantiert ist, wenn Belastungscharakteristika der Feder verlorengehen, dass Komponenten vorhanden sind, die von dem Profil der Leitungen abstehen, dass die beträchtliche bauliche Kompliziertheit hohe Herstellungskosten verursacht, usw.

Aus der DE 38 35 904 A1 ist ein wärmegesteuertes Feuerschutzventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Insbesondere weist dieses bekannte Feuerschutzventil einen im wesentlichen zylindrischen Ventilkörper mit einer Zuflussleitung, einer Ventilkammer und einer Abflussleitung mit einem Ventilsitz, der dieser gegenüber liegt; eine Schließanordnung, die mit der Zuflussleitung verbunden ist und einen Halterungskörper und ein Schließelement aufweist, da mit diesem unter Zwischenlegen eines wärmeempfindlichen Materials verbunden ist, und eine Feder, die zwischen diesem Halterungskörper und diesem Schließelement angeordnet ist, auf. Das Schließelement hat im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes, der von einer größeren Basis, einer kleineren Basis, deren Durchmesser kleiner als derjenige der größeren Basis ist, und einer Außenfläche, deren mittlerer Durchmesser gleich dem durchschnittlichen Durchmesser der größeren und der kleineren Basis ist, gebildet ist. Ferner weist die Abflussleitung einen (ersten) Teil auf, der von einer (ersten) zylindrischen Fläche und einer ebenen Fläche umgrenzt ist, die einen Absatz bilden, der als ein der Ventilkammer zugewandter Ventilsitz dienen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein herkömmliches wärmegesteuertes Feuerschutzventil derart weiterzuentwickeln, dass es auch bei kritischen Bedingungen eines Temperaturanstiegs eine sichere Unterbrechung des Flusses gewährleistet.

Insbesondere ist es Aufgabe dieser Erfindung, ein wärmegesteuertes Feuerschutzventil zu schaffen, das nicht nur die Unterbrechung des Flusses in Rohrleitungen oder am Auslass von Behältern gewährleistet, sondern mit dem auch die oben dargelegten Nachteile der bekannten Ventile beseitigt werden können.

Gemäß dieser Erfindung werden diese und weitere aus der folgenden Beschreibung hervorgehenden Ziele mittels eines wärmegesteuerten Feuerschutzventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Die baulichen und funktionalen Merkmale des erfindungsgemäßen wärmegesteuerten Feuerschutzventils gehen näher aus der folgenden Beschreibung hervor, in der Bezug auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen genommen wird, die lediglich bevorzugte Ausführungsformen zeigen, welche rein zu Darstellungszwecken dienen und nicht einschränkend sind, wobei

Fig. 1 schematisch einen axialen Schnitt des erfindungsgemäßen wärmegesteuerten Feuerschutzventils zeigt, und

Fig. 2 schematisch einen axialen Teilschnitt des erfindungsgemäßen wärmegesteuerten Feuerschutzventils von Fig. 1 in Schließstellung zeigt.

Bezug nehmend auf Fig. 1 besteht das erfindungsgemäße wärmegesteuerte Feuerschutzventil 1, das im Folgenden einfach mit Feuerschutzventil bezeichnet wird, aus einem Ventilkörper 2 und einer Schließanordnung 3.

Der Ventilkörper 2 ist im wesentlichen zylinderförmig und innen hohl, um eine Zuflussleitung 4, eine Ventilkammer 5 und eine Abflussleitung 6 zu bilden. Die Oberfläche der Zuflussleitung 4 weist einen ersten, zylinderförmigen Teil 7 und einen zweiten Gewindeteil 8 dergestalt auf, dass der Durchmesser des Gewindebodens im wesentlichen gleich dem Durchmesser des ersten Teils 7 ist. Die an die Zuflussleitung 4 angrenzende Ventilkammer 5 weist eine zylinderförmige Fläche 9 auf, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Teils 7 der Zuflussleitung 4 und ist in geeigneter Weise sowohl mit dieser Zuflussleitung 4 als auch mit der Abflussleitung 6 verbunden. Die Abflussleitung 6 weist einen ersten Teil 6a auf, der von einer ersten zylindrischen Fläche 10 und einer ebenen Fläche 11 umgrenzt wird, die einen Absatz bilden, der als ein der Ventilkammer 5 zugewandter Ventilsitz dienen kann, und weist einen zweiten Teil 6b auf, der von einer zweiten zylindrischen Fläche 12 umgrenzt wird, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der ersten zylindrischen Fläche 10 des ersten Teils 6a. Die Verbindung zwischen den Durchmessern der verschiedenen Flächen der verschiedenen Teile des Feuerschutzventils 1 wird später beschrieben.

Die Außenfläche des Ventilkörpers 2 ist an der Seite des Teils der Zuflussleitung 4 etwa über die halbe Länge mit einem ersten Gewinde 13, an der Seite der Abflussleitung 6 mit einem zweiten Gewinde 14 und mit einem prismenförmigen Mittelteil 15 vorzugsweise mit sechseckigem Querschnitt versehen, das mittels passender Schlüssel bewegt werden kann. Die Schließanordnung 3 besteht aus einem Halterungskörper 16, einem Schließelement 17, das mit diesem unter Zwischenlegen eines wärmeempfindlichen Materials 18 verbunden ist, und einer Feder 19, die zwischen dem Halterungskörper 16 und dem Schließelement 17 angeordnet ist. Der Halterungskörper 16 hat im wesentlichen die Form eines hohlen Zylinders und weist an der Außenfläche ein Gewinde 20 auf, das in einer Auslaufrille 21 und einem abschließenden zylindrischen Teil 22 endet. Von der Fläche der der Ventilkammer 5 zugewandten Bodenwand aus steht ein zylindrischer Vorsprung 23 hervor, der mit einer ebenen Kopffläche 24 endet. Der Halterungskörper 16 weist eine axiale Bohrung 25, die sich über seine gesamte Länge erstreckt, sowie ferner zwei Einebnungen auf, die parallel zueinander und parallel zur Achse und schließlich im wesentlichen tangential zur Außenfläche des Vorsprungs 23 verlaufen; diese Einebnungen können durch eine Vielzahl axialer Aussparungen beliebiger Form ersetzt werden, die an der Außenfläche dieses Vorsprungs 23 gebildet werden. Das Schließelement 17 hat im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfs, der von einer größeren Basis 26, einer kleineren Basis 26a, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der größeren Basis 26, und einer Außenfläche 27, deren mittlerer Durchmesser gleich der Hälfte der Summe der Durchmesser der größeren Basis 26 und der kleineren Basis 26a ist, gebildet wird. Die größere Basis 26 ist der Zuflussleitung 4 zugewandt, und die Konizität der Außenfläche 27 liegt zwischen 2° und 10°, vorzugsweise zwischen 5° und 7°. Von der größeren Basis 26 aus erstreckt sich in axialer Richtung ein Stift 28, dessen Außenfläche einen ersten Teil 29 aufweist, dessen Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des Vorsprungs 23 ist, einen zweiten Teil 30 aufweist, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser der axialen Bohrung 25 ist, eine ebene Fläche 31 aufweist, die einen Absatz zwischen den Teilen 29 und 30 bildet, und einen dritten Teil 32 aufweist, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser der axialen Bohrung 25 ist. Die Feder 19 ist eine Druckspiralfeder, die einen Innendurchmesser solcherart hat, dass sie fest sowohl auf dem Teil 29 der Oberfläche des Stifts 28 wie auch auf der Außenfläche des Vorsprungs 23 des Halterungskörpers 16 sitzt.

Der Zusammenbau erfolgt, indem die Feder 19 bis zu der Bodenwand hin auf den Vorsprung 23 des Halterungskörpers 16 geschoben wird und der Stift 28 ins Innere der Spiralfeder 19 und in die axiale Bohrung 25 des Halterungskörpers 16 eingeschoben wird, bis der von der Fläche 31 gebildete Absatz sich an die ebene Kopffläche 24 des Vorsprungs 23 des Halterungskörpers 16 anlegt. Sodann wird eine zweckmäßige Quantität geschmolzenen, wärmeempfindlichen Materials 18 so gegossen, dass es den Zwischenraum zwischen dem Teil 32 der Oberfläche des Stifts 28 und der Oberfläche der Bohrung 25 sowie einen Teil dieser Bohrung 25 ausfüllt. Wenn das wärmeempfindliche Material 18 fest wird, haftet es sowohl an der Oberfläche der Bohrung 25 wie auch an dem Teil 32 der Oberfläche des Stifts 28 und stellt damit die feste Verbindung zwischen dem Halterungskörper 16 und dem Schließelement 17 dergestalt her, dass die Schließanordnung 3 vollständig zusammengesetzt ist. Auf diese Weise wird die Feder 19 unter Druck zwischen dem genannten Halterungskörper 16 und Schließelement 17 festgehalten. Das wärmeempfindliche Material 18 wird vorzugsweise unter den eutektischen Legierungen auf Basis von Wismut, Blei und Zinn gewählt. Zu Darstellungszwecken werden die eutektischen Legierungen angeführt, die aus 52% Bismut, 30% Blei und 18% Zinn bestehen und ihren Schmelzpunkt bei 96°C haben, bzw. aus 46% Bismut, 20% Blei und 34% Zinn bestehen und ihren Schmelzpunkt bei 100°C haben.

Die solcherart zusammengesetzte Schließanordnung 3 wird nun in dem Ventilkörper 2 in ihre Position gebracht, indem sie mit dem der Abflussleitung 6 zugewandten Schließelement 17 von der Zuflussleitung 4 her eingeführt wird und das Gewinde 20 des Halterungskörpers 16 in das Gewinde 8 des Ventilkörpers 2 eingeschraubt wird, bis der Endteil des Halterungskörpers 16, der von der Fläche 22 gebildet wird, den Anfang des Gewindes 8 erreicht.

Vorteilhafterweise ist die Proportionierung des erfindungsgemäßen Feuerschutzventils 1 dergestalt, dass die Schließanordnung 3 so proportioniert ist, dass das Schließelement 17 sich im wesentlichen in der Achsmitte der Ventilkammer 5 befindet.

Der Durchmesser der Fläche 9 der Ventilkammer 5, der mittlere Durchmesser der Außenfläche 27 des Schließelements 17 und die Verbindungsradien der Fläche 9 der Ventilkammer 5 zur Zuflussleitung 4 und zur Abflussleitung 6 sind dergestalt proportioniert, dass ein Durchlass mit im wesentlichen konstantem Querschnitt entsteht, so dass ein möglichst glattes Strömen gewährleistet wird.

Der Durchmesser der ersten zylindrischen Fläche 10 des ersten Teils 6a der Abflussleitung 6 ist im wesentlichen gleich dem mittleren Durchmesser der Außenfläche 27 des Schließelements 17, für das er den Ventilsitz bildet.

Und schließlich ist der Durchmesser der zweiten zylindrischen Fläche 12 des zweiten Teils 6b der Abflussleitung 6 kleiner als der Durchmesser der ersten zylindrischen Fläche 10 und ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser der kleineren Basis 26a des Schließelements 17, für das er einen zweiten Sicherheitsanschlag für kritische Situationen bildet. Im Falle des Schließens des Feuerschutzventils 1, d. h. im Falle eines Temperaturanstiegs durch einen Brand oder andere bleibende Ursachen wird, wie in Fig. 2 dargestellt, durch die steigende Temperatur das wärmeempfindliche Material 18 weich, so dass die feste Verbindung zwischen dem Halterungskörper 16 und Schließelement 17 verlorengeht. In diesem Fall löst sich das Schließelement 17 unter der Einwirkung der Spiralfeder 19 von dem Halterungskörper 16 und kommt in Anlage an dem Ventilsitz, der von dem Absatz des ersten Teils 6a der Abflussleitung 6 gebildet wird, und unterbricht auf diese Weise den Fluss durch dieses Ventil. Durch die Konizität der Außenfläche 27 des Schließelements 17 ist die Unterbrechung des Flusses auch dann gewährleistet, wenn die Belastung der Feder 19 verloren geht; und auf alle Fälle kann die Unterbrechung des Flusses in besonders kritischen Fällen auch durch die Anlage Schließelements 17 an der zweiten zylindrischen Fläche 12 der Abflussleitung 6 gewährleistet werden.

Wie aus der obigen Beschreibung leicht zu ersehen ist, hat sich das wärmegesteuerte Feuerschutzventil dieser Erfindung als überraschend vielseitig darin erwiesen, die sichere Unterbrechung des Flusses unter beliebigen, auch kritischen Bedingungen eines Temperaturanstiegs zu gewährleisten, wobei auf diese Weise die beklagten Nachteile des bekannten Standes der Technik vollständig beseitigt und zugleich eine optimale Funktionalität und einfache Konstruktion erreicht werden.

Selbstverständlich kann ein Fachmann auf diesem Gebiet zu dem Zweck, spezielle Nebenanforderungen zu erfüllen, auf der Grundlage der oben geleisteten Beschreibung zahlreiche Modifikationen und Varianten oder auch Kombinationen von Varianten des oben beschriebenen wärmegesteuerten Feuerschutzventils ausführen.

Daher deckt diese Erfindung alle Modifikationen und Varianten ab, die unter den Gedanken und den Schutzrahmen der folgenden Ansprüche fallen.

Claims (5)

1. Wärmegesteuertes Feuerschutzventil (1), mit:
einem im wesentlichen zylindrischen Ventilkörper (2) mit einer Zuflussleitung (4), einer Ventilkammer (5) und einer Abflussleitung (6) mit einem Ventilsitz, der dieser Ventilkammer (5) gegenüber legt;
mindestens einer Schließanordnung (3), die mit der Zuflussleitung (4) verbunden ist und mindestens einen Halterungskörper (16) und mindestens ein Schließelement (17) aufweist, das mit diesem unter Zwischenlegen eines wärmeempfindlichen Materials (18) verbunden ist; und
mindestens einer Feder (19), die wischen diesem Halterungskörper (16) und diesem Schließelement (17) angeordnet ist, wobei
das Schließelement (17) im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfs hat, der von einer größeren Basis (26), einer kleineren Basis (26a), deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der größeren Basis (26), und einer Außenfläche (27), deren mittlerer Durchmesser gleich der Hälfte der Summe der Durchmesser der größeren Basis (26) und der kleineren Basis (26a) ist, gebildet ist, und
die Abflussleitung (6) einen ersten Teil (6a) aufweist, der von einer ersten zylindrischen Fläche (10) und einer ebenen Fläche (11) umgrenzt ist, die einen Absatz bilden, der als ein der Ventilkammer (5) zugewandter Ventilsitz dienen kann,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abflussleitung (6) ferner einen zweiten Teil (6b) aufweist, der von einer zweiten zylindrischen Fläche (12) umgrenzt ist, die einen zweiten Sicherheitsanschlag für kritische Situationen bildet, wobei
der Durchmesser der ersten zylindrischen Fläche (10) des ersten Teils (6a) der Abflussleitung (6) gleich dem mittleren Durchmesser der Außenfläche (27) des Schließelements (17) ist, für das er den Ventilsitz bildet, und
der Durchmesser der zweiten zylindrischen Fläche (12) des zweiten Teils (6b) der Abflussleitung (6) kleiner als der Durchmesser der ersten zylindrischen Fläche (10) ist und gleich dem Durchmesser der kleineren Basis (26a) des Schließelements (17) ist.

2. Feuerschutzventil nach Anspruch 1, bei dem der Halterungskörper (16) der Schließanordnung (3) im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders besitzt und einen zylindrischen Vorsprung (23) und eine axiale Bohrung (25) aufweist.

3. Feuerschutzventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Konizität der Außenfläche (27) des Schließelements (17) zwischen 2° und 10° liegt, und vorzugsweise zwischen 5° und 7° liegt.

4. Feuerschutzventil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Schließanordnung (3) aus einem Halterungskörper (16) und einem Schließelement (17) besteht, die über ein wärmeempfindliches Material (18) miteinander verbunden sind.

5. Feuerschutzventil nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das wärmeempfindliche Material (18) eine eutektische Legierung auf Basis von Wismut, Blei und Zinn ist.