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Die Erfindung betrifft einen Strömungswächter zur Sicherung einer Gasleitung
enthaltend ein im Leitungsweg anzuordnendes Ventil, welches bei Überschreiten einer
vorgegebenen Flussmenge schließt.
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In Leitungen für Gase werden häufig sogenannte Strömungswächter eingesetzt,
welche die Flussmenge (Volumen- oder Massenstrom) durch die Leitung überwachen
und bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes die Leitung sperren.
Beispielhaft seien diesbezüglich im Folgenden Strömungswächter in den
Hauseinführungen von Gasversorgungsleitungen betrachtet. Diese sind üblicherweise in der
noch zum öffentlichen Versorgungsnetz gehörenden Leitung außerhalb eines
Gebäudes unterirdisch angeordnet. Sie bestehen aus einem Absperrorgan, das mit einer
Feder in Verbindung steht, sowie einer Dichtfläche. Das Absperrorgan wird durch
den vom Versorgungsnetz zum Gebäude (Verbraucher) gerichtete Volumenstrom des
Gases ständig in Richtung der Dichtfläche gedrückt. Dem wirkt jedoch die Feder
entgegen, sodass ein ausreichend großer Öffnungsquerschnitt für den
Volumenstrom des Gases bleibt. Falls aber der Volumenstrom plötzlich sehr stark ansteigt,
wird die Kraft der Feder überwunden und das Absperrorgan gegen die Dichtfläche
gedrückt. Der Volumenstrom wird dadurch unterbrochen, wobei die zwischen dem
Versorgungsnetz und dem nunmehr abgekoppelten Verbraucher bestehende
Druckdifferenz nachfolgend das Absperrorgan gegen die Dichtfläche gedrückt hält. Da der
Anstieg des Volumenstromes insbesondere durch ein Leck in den Gasleitungen des
Gebäudes verursacht sein kann, sorgt das selbständige Schließen des
Strömungswächters dafür, dass die Gefahr einer Gasexplosion im Haus reduziert wird.
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Darüber hinaus gibt es eine Reihe weiterer Situationen, in denen es wünschenswert
wäre, den Hausanschluss außerhalb des Gebäudes beim Strömungswächter
verschließen zu können. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn Installations- oder
Erdarbeiten geplant sind, die mit einiger Wahrscheinlichkeit oder sogar mit Sicherheit
die Integrität des Leitungssystems stromabwärts des Strömungswächters betreffen.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Strömungswächter derart weiterzuentwickeln, dass er einen größeren Einsatzbereich
abdecken kann. Ferner soll ein erleichterter Einbau des Strömungswächters
ermöglicht werden. Diese Aufgabe wird durch einen Strömungswächter mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen enthalten.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung enthält der Strömungswächter zur Sicherung
einer (Gas-)Leitung ein im Leitungsweg anzuordnendes Ventil. Das Ventil ist dabei
so eingerichtet, dass es bei Überschreiten einer vorgegebenen Flussmenge, das
heißt bei einem Volumen- und/oder Massenfluss oberhalb eines gegebenen
Grenzwertes, schließt und damit die weitere Strömung durch die Leitung unterbricht. Der
Strömungswächter ist dadurch gekennzeichnet, dass er Mittel zum elektrisch
ausgelösten Schließen des Ventils aufweist.
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Der erfindungsgemäße Strömungswächter kann demnach auf zweierlei Arten
ausgelöst (geschlossen) werden, und zwar einerseits in bekannter Weise abhängig von der
Flussrate durch die Leitung bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes, und
andererseits elektrisch. Mit der elektrischen Auslösung ist es möglich, den
Strömungswächter aus der Ferne automatisch oder manuell gesteuert zu schließen.
Insbesondere kann er daher zum Beispiel vor geplanten Bauarbeiten geschlossen
werden, welche die Integrität eines Hausanschlusses gefährden könnten. Die elektrische
Auslösung kann quasi von jedem beliebigen Ort aus erfolgen, wobei lediglich eine
Verbindung über elektrische Leitungen bzw. Kabel vorzusehen ist. Darüber hinaus
eignet sich eine elektrische Auslösung in besonderem Maße für eine automatische
Ansteuerung des Strömungswächters.
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Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Mittel zum elektrisch ausgelösten
Schließen des Ventils enthalten diese einen Elektromagneten, welcher bei Stromzufuhr
eine in Schließrichtung wirkende Kraft auf ein bewegliches Absperrorgan ausüben
kann. Das bewegliche Absperrorgan wird dabei ohne eine solche Einwirkung des
Elektromagneten von einer Federkraft in Offenstellung gehalten bzw. gedrückt.
Außer durch den Elektromagneten kann diese Federkraft auch durch einen
entsprechend großen Fluss durch den Strömungswächter überwunden werden, wodurch
das flussabhängige Verschließen des Strömungswächters realisiert wird.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einen Strömungswächter zur Sicherung einer
(Gas-)Leitung, welcher insbesondere in der oben erläuternden Art mit einer
flussabhängigen und einer elektrischen Auslösung ausgestaltet sein kann. Der
Strömungswächter ist dadurch gekennzeichnet, dass er eine Steckmuffe aufweist.
Vorzugsweise ist er dabei beidseitig mit je einer Steckmuffe verbunden, so dass von beiden
Seiten Leitungsrohre eingesteckt werden können. Durch die Integration des
Strömungswächters mit mindestens einer Steckmuffe lässt sich dieser besonders
einfach in ein Leitungssystem einbauen, denn zum Anschluss des Strömungswächters
müssen nurmehr die zu- und abführenden Leitungsenden in die Steckmuffe
eingesteckt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Steckmuffe weist diese an mindestens
einer Seite, das heißt der Eingangsseite und/oder der Ausgangsseite in Bezug auf die
normale Durchströmungsrichtung, an ihrer Innenfläche umlaufende Innenrillen auf.
Die der Einstecköffnung abgewandten Flanken der Innenrillen sind dabei relativ zur
Achse der Steckmuffe geneigt und dieser zugewandt. Als Einstecköffnung wird
diesbezüglich das Ende der Steckmuffe bezeichnet, in welches eine anzuschließende
Leitung in die Steckmuffe einzustecken ist. Die beschriebene Neigung der Flanken
der Innenrillen bewirkt, dass ein in die Steckmuffe eingesteckter Gegenstand wie
z. B. ein Rohr über die Neigung der Flanken gleiten kann. Die der Einstecköffnung
zugewandten Flanken der Innenrillen sind vorzugsweise etwa senkrecht zur Achse
der Steckmuffe, so dass sie die Bewegung eines Gegenstandes in die entsprechende
Richtung blockieren. Die Innenrillen können sowohl als eine Serie von
geschlossenen, zueinander parallelen Rillen als auch als eine schraubenförmig umlaufende
Einzelrille ausgebildet sein.
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Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der vorstehend erläuternden Steckmuffe
weist diese eine umlaufende Innennut auf. Weiterhin enthält sie einen elastischen
Druckring, der unterbrochen ist, d. h. an einer Stelle seines Umfanges einen Spalt
aufweist. Durch die Unterbrechung wird der Druckring radial dehnbar bzw.
komprimierbar. Der Druckring weist an seiner Innenfläche umlaufende Innenrillen auf, deren
der Einstecköffnung abgewandte Flanken der Achse des Druckringes zugewandt
sind. Der Außendurchmesser des Druckringes ist in etwa so groß wie der
Durchmesser der Innennut der Steckmuffe. Bei einer derartigen Steckmuffe kann der
Druckring somit - gegebenenfalls unter vorübergehender Kompression, die aufgrund
der Elastizität und der Unterbrechung möglich ist - in die Innennut der Steckmuffe
eingesetzt werden, woraufhin seine Innenrillen dann die vorstehend erläuterten
Innenrillen der Steckmuffe bilden.
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Weiterhin wird vorzugsweise ein unterbrochener Klemmring vorgesehen, welcher
auf ein anzuschließendes Rohr aufsetzbar ist und an seiner Außenseite umlaufende
Außenrillen aufweist, die zu den oben beschriebenen (an der Innenfläche der
Steckmuffe oder an einem Druckring ausgebildeten) Innenrillen komplementär sind. Die
Unterbrechung des Klemmringes ermöglicht es, diesen in Maßen radial zu dehnen
oder zu stauchen. Insbesondere kann der Klemmring nach leichter Dehnung auf ein
anzuschließendes Rohr, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des
Klemmringes entspricht, aufgesetzt und hieran festgeklemmt werden. Das Rohr
kann dann mit den außen liegenden Außenrillen des Klemmringes in die Steckmuffe
eingesetzt werden, wobei die Außenrillen mit den Innenrillen der Steckmuffe
zusammenwirken.
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Der vorstehend beschriebene Klemmring ist vorzugsweise dadurch weitergebildet,
dass er an seiner Innenseite umlaufende Rillen aufweist, deren der Einstecköffnung
zugewandte Flanken etwa senkrecht zur Achse des Klemmringes stehen. Diese
senkrechten Flanken fixieren den Klemmring auf einem Rohr in der entsprechenden
Zugrichtung.
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Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen
Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 einen Druckring in einem Querschnitt und in einer Seitenansicht;
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Fig. 2 einen Klemmring in einem Querschnitt und in einer Seitenansicht;
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Fig. 3 ein Einsatzbauteil des erfindungsgemäßen Strömungswächters;
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Fig. 4 eine erste Form eines Steckmuffengehäuses;
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Fig. 5 eine zweite Form eines Steckmuffengehäuses;
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Fig. 6 zwei Distanzringe;
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Fig. 7 ein Strömungswächtergehäuse;
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Fig. 8 einen Stößel des erfindungsgemäßen Strömungswächters im
Querschnitt;
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Fig. 9 einen erfindungsgemäßen zusammengebauten Strömungswächter in
einem Querschnitt.
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Der Aufbau und die Funktion eines erfindungsgemäßen Strömungswächters 1 soll
nachfolgend mit Hilfe der Querschnittszeichnung von Fig. 9 erläutert werden,
wobei die Fig. 1 bis 8 die Bauteile dieses Strömungswächters in separaten
Ansichten genauer darstellen.
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Der Strömungswächter 1 kann in die Gasleitung einer Hauseinführung eingebaut
werden, wobei die Pfeile in Fig. 9 die übliche Flussrichtung des Gases im
Einsatzzustand andeuten. Er dient dazu, den Volumenstrom in der Gasleitung zu
überwachen und bei Überschreiten eines maximal zulässigen Volumenstromes die Leitung
zu verschließen. Im dargestellten Strömungswächter 1 wird die Verschlussfunktion
durch ein Absperrorgan in Form eines axial beweglichen Stößels 800 realisiert,
welcher gegen den Druck einer Feder (nicht dargestellt) vom strömenden Gas gegen
einen Ventilsitz 300 gedrückt wird. Wenn der Volumenstrom eine Obergrenze
überschreitet, sitzt der Stößel 800 auf dem Ventilsitz auf und verschließt hierdurch die
Leitung. Strömungswächter nach dem Stand der Technik können zum Beispiel von
der Firma Mertik-Maxitrol GmbH. & Co. KG. (06502 Thale) bezogen werden.
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Erfindungsgemäß wird nun ein derartiger vom Volumenstrom betätigter
Strömungswächter dahingehend erweitert, dass das Schließen des Ventils auch elektrisch
ausgelöst werden kann. Zu diesem Zweck ist in den Strömungswächter 1 ein
Elektromagnet 900 integriert, welcher über elektrische Zuleitungen von einer entfernten
Stelle aus betätigt (d. h. unter Strom gesetzt) werden kann. Durch den Stromfluss im
Elektromagneten 900 wird eine magnetische Anziehungskraft ausgeübt, welche auf
den Stößel 800 übertragen wird und diesen unabhängig vom herrschenden
Volumenstrom in der Leitung gegen den Ventilsitz 300 drückt. Auf diese Weise kann die
Gasleitung bei Bedarf verschlossen werden, zum Beispiel wenn in ihrer Nähe
Erdarbeiten durchzuführen sind.
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Wie weiterhin aus Fig. 9 erkennbar ist, sind der Stößel 800 mit dem Ventilsitz 300
sowie der Elektromagnet 900 in einem zylindrischen Gehäuse 700 angeordnet,
welches ein Loch für die Durchführung elektrischer Zuleitungen zum Elektromagneten
900 aufweist. Vermöge der Distanzringe 601 und 602 wird der Ventilsitz 300 in
axialer Richtung in gewünschter Weise im Gehäuse 700 platziert.
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In den beiden Enden des Gehäuses 700 sitzt jeweils eine Steckmuffe 400 bzw. 500,
welche den Übergang zur Rohrleitung bereitstellt. Die Steckmuffen 400, 500 sind
dabei erfindungsgemäß für einen besonders einfachen Anschluss der Rohrleitungen
eingerichtet. Zu diesem Zweck weist die Steckmuffe 400 an ihrem nach außen
gerichteten Ende eine Innennut 401 und entsprechend die Steckmuffe 500 eine
Innennut 501 auf. In diese Innennuten kann jeweils ein Druckring 100 eingesetzt
werden. Dieser ist, wie aus Fig. 1 erkennbar ist, an seiner Außenseite zylindrisch
ausgebildet und an seiner Innenseite mit Innenrillen versehen. Die Innenrillen haben im
Querschnitt ein sägezahnförmiges Profil, wobei die der Einsteckrichtung 101
abgewandten Flanken 103 der Innenrillen geneigt zur Achse des Druckringes 100 sind,
während die der Einsteckrichtung 101 zugewandten Flanken 104 etwa senkrecht
zur Achse des Klemmrings stehen. Der Druckring 100 kann in die Innennut 401
bzw. 501 der Steckmuffe 400 bzw. 500 eingesetzt werden, wobei er aufgrund
eines Unterbrechungsspaltes 102 für diesen Zweck nach Bedarf radial komprimiert
werden kann.
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Des Weiteren gibt es einen Druckring 200, dessen Außenseite mit Außenrillen
versehen ist, welche komplementär zu den Innenrillen des Druckringes 100 ausgebildet
sind. Der Klemmring 200 kann daher in der in Fig. 9 dargestellten Weise jeweils
mit einem Druckring 100 zusammengesteckt werden, wobei ein Spalt 202 im
Klemmring seine radiale Kompression erlaubt.
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Der Klemmring 200 weist ferner an seiner Innenseite Innenrillen auf, deren zur
Steckrichtung 101 weisenden Flanken 205 relativ zur Achse des Klemmrings
geneigt sind und deren von der Steckrichtung wegweisenden Flanken 201 etwa
senkrecht zur Achse des Klemmringes 200 stehen.
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Wie aus Fig. 9 erkennbar ist, kann beim Anschluss des Strömungswächters 1 an
ein Rohrsystem jeweils ein Rohr in die Enden des Strömungswächters eingesteckt
werden, was durch die Neigung der Flanken 204 des Klemmringes 200 leicht
möglich ist. Der Abzug des Klemmringes 200 vom Rohr wird dann jedoch durch die
senkrechten Flanken der Innenrillen des Klemmringes 200 blockiert.