DE10340679A1 - Gasströmungswächter - Google Patents
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Abstract
Ein Gasströmungswächter zum selbsttätigen Verschließen einer Gasleitung besitzt ein rohrförmiges Gehäuse, das in seinem Inneren einen ringförmigen Ventilsitz aufweist, einen Ventilkörper, der einen sich in Axial- bzw. Strömungsrichtung erstreckenden Führungsstift trägt, der verschieblich in einem am Gehäuse gehaltenen Führungsteil gelagert ist, und eine Feder, die zwischen dem Ventilkörper und dem Führungsteil angeordnet ist und den Ventilkörper entgegen der Strömungsrichtung in eine Offenstellung beaufschlagt. Dabei ist vorgesehen, dass das Führungsteil einen in das Gehäuse eingesetzten Ringkörper und eine sich in Strömungsrichtung erstreckende mittige Lagerbuchse umfasst, die über Stege mit Ringkörper verbunden ist und eine Führungsbohrung aufweist, in die der Führungsstift unter enger Passung verschieblich eingesetzt ist. Der Ventilkörper ist mittels des Führungsstiftes frei auskragend in der Lagerbuchse gehalten. Dabei kann in der Lagerbuchse an dem dem Ventilkörper zugewandten Ende eine Kammer ausgebildet sein, in die die Feder mit ihrem dem Ventilkörper abgewandten Ende eingesetzt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Gasströmungswächter zum selbsttätigen Verschließen einer Gasleitung, mit einem rohrförmigen Gehäuse, das in seinem Inneren einen ringförmigen Ventilsitz aufweist, einem Ventilkörper, der einen sich in Axial- bzw. Strömungsrichtung erstreckenden Führungsstift trägt, der verschieblich in einem am Gehäuse gehaltenen Führungsteil gelagert ist, und einer Feder, die zwischen dem Ventilkörper und dem Führungsteil angeordnet ist und den Ventilkörper entgegen der Strömungsrichtung in eine Offenstellung beaufschlagt.
- Ein derartiger Gasströmungswächter ist aus der
DE 10 43 811 A1 bekannt und findet insbesondere bei Gasarmaturen und Gas-Hauseinführungen Verwendung, um eine Gasleitung selbsttätig abzusperren, wenn in der Gasleitung ein übermäßig hoher Gasdurchfluss beispielsweise infolge einer verbraucherseitigen hohen Gasentnahme auftritt, die durch einen Defekt begründet sein kann. - Der bekannte Gasströmungswächter besitzt ein rohrförmiges Gehäuse, das von dem Gas durchströmt wird. Im Inneren des Gehäuses ist ein ringförmiger Ventilsitz ausgebildet, der mit einem Ventilteller zusammenwirkt. Der Ventilteller sitzt auf einem Führungsstift, der sich in Axialrichtung des Gehäuses, d.h. in Strömungsrichtung des Gases erstreckt. An oder nahe sowohl dem Eingangs- als auch dem Ausgangsquerschnitt des Gehäuses sind sogenannte Lagersterne für den Führungsstift vorgesehen. Jeder Lagerstern umfasst sternartig angeordnete Stege, die am Gehäuse befestigt und insbesondere festgeklemmt sind und in einem Mittelteil zusammenlaufen, in dem eine mittlere Axialbohrung ausgebildet ist, durch die der Führungsstift verläuft. Auf diese Weise ist der den Ventilteller tragende Führungsstift an zwei axial beabstandeten Punkten verschieblich gelagert.
- Der Ventilteller ist mittels einer auf den Führungsstift aufgesetzten gewendelten Feder entgegen der Strömungsrichtung des Gases in seine Offenstellung vorgespannt, in der er sich in deutlichem Abstand von dem Ventilsitz befindet. Im Normalbetrieb des Gasströmungswächters kann das Gas den Ventilteller umströmen und durch den Gasströmungswächter hindurchströmen. Der Durchflussquerschnitt, die Fläche des Ventiltellers und die Vorspannung der Feder sind so aufeinander abgestimmt, dass der Ventilteller bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes des Gas-Staudrucks entgegen der Kraft der Feder in seine Schließstellung verschoben wird, in der er an dem Ventilsitz dichtend anliegt und dadurch die Gasleitung verschließt.
- Nachteilig bei dem bekannten Gasströmungswächter ist insbesondere, dass die Stege der beiden Lagersterne einen relativ hohen Strömungswiderstand bieten und die Gasströmung nachteilig beeinflussen. Darüber hinaus ist die Montage der beiden Lagersterne aufwendig und somit kostenintensiv.
- Des Weiteren besteht die Gefahr, dass die auf dem Führungsstift angeordnete Feder im Laufe der Zeit verschmutzt, wodurch sich die Federeigenschaften verändern können. Bei dem bekannten Gasströmungswächter ist eine Justierung der Federkraft möglich, indem ein Anschlag der Feder entlang einem Gewinde verstellt wird. Die Ausbildung der Gewinde ist ebenfalls aufwendig und diese Art der Justierung erlaubt nur eine Verstellung der Federkraft innerhalb relativ enger Grenzen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasströmungswächter der genannten Art zu schaffen, der in einfacher und schneller Weise montierbar ist und gleichzeitig eine sichere Führung des Führungsstiftes gewährleistet.
- Diese Aufgabe wird durch einen Gasströmungswächter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Führungsteil einen in das Gehäuse eingesetzten Ringkörper und einen sich in Strömungsrichtung erstreckende mittige Lagerbuchse umfasst, die über Stege mit dem Ringkörper verbunden ist und eine Führungsbohrung aufweist, in die der Führungsstift des Ventilkörpers unter enger Passung verschieblich eingesetzt ist, und dass der Ventilkörper mittels des Führungsstiftes frei auskragend in der Lagerbuchse gehalten ist.
- Erfindungsgemäß wird von dem Grundgedanken ausgegangen, den Führungsstift des Ventilkörpers nicht an zwei separaten Führungsteilen axial verschieblich zu lagern, sondern an einem einzigen Führungsteil eine mittige, sich axial erstreckende Lagerbuchse vorzusehen. Die Lagerbuchse besitzt eine axiale Führungsbohrung, die alleine der Lagerung und axialen Führung des Führungsstiftes und somit des Ventilkörpers dient. Auf diese Weise ist es möglich, den Füh rungsstift und den Ventilkörper entgegen der Strömungsrichtung frei auskragend in der Lagerbuchse aufzunehmen, so dass der Ventilkörper der Gasströmung zugewandt ist, ohne dass sich im Strömungsquerschnitt unmittelbar stromauf des Ventilkörpers Lagerteile befinden, die die Gasströmung stören könnten.
- Die Ausbildung des Führungsteils mit einem äußeren Ringkörper, der in das Gehäuse eingesetzt wird, und der mittigen Lagerbuchse, die über Stege an dem Ringkörper gehalten ist, verleiht dem Führungsteil eine hohe Stabilität, wodurch trotz der frei auskragenden Halterung des Führungsstiftes eine hohe Positioniergenauigkeit für den Ventilkörper gewährleistet ist.
- In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Lagerbuchse an dem dem Ventilkörper zugewandten und somit stromauf liegenden Ende eine innere zum Ventilkörper öffnende Kammer ausgebildet ist, in die die Feder mit ihrem dem Ventilkörper abgewandten Ende eingesetzt ist. Auf diese Weise ist erreicht, dass die Feder in jeder Stellung des Ventilkörpers zumindest teilweise im Inneren der Kammer angeordnet ist, wodurch die Gefahr der Verschmutzung der Feder vermindert ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Feder in der Schließstellung des Ventilkörpers, wenn dieser entgegen der Federkraft an dem Ventilsitz anliegt und die Feder zusammengedrückt ist, zumindest annähernd vollständig innerhalb der Kammer angeordnet ist. Die Innenabmessungen der Kammer können so an die Außenabmessungen der Feder angepasst sein, dass die Kammerwandung für die Feder zusätzlich eine Führung und äußere Stabilisierung bildet.
- Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich die Feder mit ihrem dem Ventilkörper abgewandten Ende am Boden der Kammer un mittelbar oder mittelbar abstützt, wobei die Feder vorzugsweise lose aufgelegt ist. Auf diese Weise ist es möglich, zwischen der Feder und dem Boden der Kammer eine oder mehrere Distanzscheiben anzuordnen, wodurch die Federkraft bzw. Federvorspannung des Gasströmungswächters in konstruktiv sehr einfacher Weise auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.
- Während das Gehäuse üblicherweise aus Stahl oder Messing besteht, kann das Führungsteil als einstückiges Kunststoff-Teil ausgebildet sein, das insbesondere durch ein Spritzgussverfahren hergestellt wird. Das Führungsteil wird axial in die Bohrung des Gehäuses eingesetzt und an dessen Innenwandung festgelegt. Dies kann insbesondere mittels einer Rastverbindung geschehen, wobei in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, dass die Rastverbindung von einer am Ringkörper des Führungsteils ausgebildeten, vorzugsweise umlaufenden Rastnase und einer im Inneren des Gehäuses ausgebildeten, komplementären Rastnut gebildet ist. Auf diese Weise braucht das Führungsteil zur Montage lediglich in das Gehäuse hineingedrückt zu werden, bis die Rastnase mit der Rastnut in Eingriff tritt, wodurch eine einfache und schnelle Montage des Führungsteils möglich ist.
- Um den Gasströmungswächter in definierter Weise in einer Gasleitung zu positionieren und zu halten, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Gehäuse einen umlaufenden Kragen aufweist, auf dessen Außenseite eine Ringnut ausgebildet ist, in die eine Dichtung insbesondere in Form eines O-Rings eingesetzt ist.
- Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich, die einen Quer schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gasströmungswächter zeigt, wobei sich der Ventilkörper im unteren Teil der Zeichnung in seiner Offenstellung und im oberen Teil der Zeichnung in seiner Schließstellung befindet.
- Gemäß der Zeichnung weist ein Gasströmungswächter
10 ein im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuse11 auf, das einen umlaufenden, radial nach außen hervorstehenden Kragen12 aufweist. Auf dessen radialer Außenseite ist eine Ringnut12a ausgebildet, in die eine Dichtung13 in Form eines O-Rings eingesetzt ist. - Das Gehäuse
11 besitzt einen inneren axialen Durchlass11b , der gemäß der Figur von links nach rechts von Gas durchströmt wird, wie es durch den Pfeil S angedeutet ist. Im Inneren des Gehäuses11 ist an einer Querschnittsverengung des Durchlasses11b ein ringförmiger Ventilsitz11a ausgebildet. - Auf der dem Gaseintritt abgewandten Seite ist im Inneren des Gehäuses
11 ein Abschnitt11c vergrößerten Durchmessers vorgesehen, an dessen Innenwandung eine umlaufende Rastnut24 ausgebildet ist. Ein Führungsteil14 , das als einstückiges Kunststoff-Teil ausgebildet ist, umfasst einen Ringkörper15 , der auf seiner radialen Außenseite eine umlaufende Rastnase15a aufweist. Das Führungsteil14 kann mit dem Ringkörper15 axial in den Abschnitt11c vergrößerten Durchmessers eingesetzt werden, wobei die Rastnase15a mit der Rastnut24 in Eingriff tritt, wodurch das Führungsteil14 sicher am Gehäuse11 gehalten ist. - Das Führungsteil
14 umfasst des Weiteren eine sich in Axialrichtung des Gehäuses11 , die in der Figur durch die Längsmittelachse M ersichtlich ist, und somit parallel zur Strömungsrichtung S erstreckende, mittige Lagerbuchse17 , die über mehrere, über den Umfang verteilte Stege16 mit dem Ringkörper15 einstückig verbunden ist. Vorteilhafterweise sind drei Stege in einen gegenseitigen Versatz in Umfangsrichtung von 120° vorgesehen. - Ein sich entlang der axialen Mittelachse M des Gehäuses
11 erstreckender Führungsstift18 durchdringt die Lagerbuchse17 an einer mittigen axialen Führungsbohrung17a unter enger Passung. An dem der Gasströmung abgewandten Ende des Führungsstiftes18 , d.h. am stromab gelegenen Ende des Führungsstiftes18 , ist ein Anschlagskörper22 angeordnet, der die Bewegung des Führungsstiftes18 entgegen der Strömungsrichtung S, d.h. gemäß der Figur nach links, beschränkt. An dem der Gasströmung zugewandten Ende des Führungsstiftes18 , d.h. am stromauf gelegenen Ende des Führungsstiftes18 ist an diesem ein tellerförmiger Ventilkörper19 angebracht, der eine umlaufende Dichtung23 trägt, die in einer umlaufenden Radialnut19a des Ventilkörpers19 sitzt. In der unteren Hälfte der Figur befindet sich der Ventilkörper19 in seiner Offenstellung, die durch die Anlage des Anschlagkörpers22 an der Führungsbuchse17 definiert ist. In der oberen Hälfte der Darstellung der Figur befindet sich der Ventilkörper19 in seiner Schließstellung, in der die Ringdichtung23 , an dem Ventilsitz11a anliegt. - An dem dem Ventilkörper
19 zugewandten Ende der Lagerbuchse17 ist in dieser eine Kammer17b ausgebildet, die in Richtung des Ventilkörpers19 öffnet. In die Kammer17b ist eine gewendelte Feder20 eingesetzt, die sich mit ihrem einen Ende am Boden der Kammer17b abstützt und mit ihrem anderen Ende auf einem axialen Vorsprung19b des Ventilkörpers19 sitzt. Dabei stützt sich die Feder20 mit ihrem dem Ventilkörper19 abgewandten Ende am Boden der Kammer17b unter Zwischenschaltung einer Distanzscheibe21 ab. Je nach Anzahl und Stärke entsprechender Distanzscheiben21 lässt sich eine Federvorspannung einstellen, die die Feder20 in der Offenstellung auf den Ventilkörper19 ausübt, wodurch der Ventilkörper19 entgegen der Strömungsrichtung S des Gases in seine Offenstellung vorgespannt ist. - Wie die Figur zeigt, befindet sich die Feder
20 in der Offenstellung des Ventilkörpers19 etwa über ihre halbe axiale Länge innerhalb der Kammer17b , während die andere, freiliegende Hälfte von der Gasströmung weitestgehend durch den Ventilkörper19 abgeschirmt ist. In der Schließstellung des Ventilkörpers19 findet sich die Feder20 annähernd vollständig innerhalb der Kammer17b und ist somit vor Beeinflussung und Verschmutzung weitestgehend geschützt. - Da der Führungsstift
18 lediglich in der Führungsbohrung17a verschieblich geführt ist, die in dem stromab gelegenen Abschnitt der Lagerbuchse17 ausgebildet ist, ist gewährleistet, dass der Ventilkörper19 über den Führungsstift18 frei auskragend in Richtung der Gasströmung gehalten ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Gasströmung im Wesentlichen störungsfrei auf den Ventilkörper19 einwirkt. Der Durchflussquerschnitt des Gehäuses11 , die Größe des Ventiltellers19 und die Vorspannung der Feder20 sind so aufeinander abgestimmt, dass der Ventilteller aus seiner Offenstellung entgegen der Kraft der Feder20 in seine Schließstellung verschoben wird und den Gasströmungswächter10 verschließt, wenn der durch das strömende Gas auf den Ventilkörper19 ausgeübte Staudruck einen vorbestimmten Wert übersteigt. Sobald der Gas-Staudruck den vorbestimmten Wert wieder unterschreitet, kehrt der Ventilteller19 infolge der Wirkung der Feder20 selbsttätig in seine Offenstellung zurück.
Claims (8)
- Gasströmungswächter zum selbsttätigen Verschließen einer Gasleitung, mit einem rohrförmigen Gehäuse (
11 ), das in seinem Inneren einen ringförmigen Ventilsitz (11a ) aufweist, einem Ventilkörper (19 ), der einen sich in Axial- bzw. Strömungsrichtung (S) erstreckenden Führungsstift (18 ) trägt, der verschieblich in einem am Gehäuse (11 ) gehaltenen Führungsteil (14 ) gelagert ist, und einer Feder (20 ), die zwischen dem Ventilkörper (19 ) und dem Führungsteil (14 ) angeordnet ist und den Ventilkörper (19 ) entgegen der Strömungsrichtung (S) in eine Offenstellung beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (14 ) einen in das Gehäuse (11 ) eingesetzten Ringkörper (15 ) und eine sich in Strömungsrichtung (S) erstreckende mittige Lagerbuchse (17 ) umfasst, die über Stege (16 ) mit dem Ringkörper (15 ) verbunden ist und eine Führungsbohrung (17a ) aufweist, in die der Führungsstift (18 ) unter enger Passung verschieblich eingesetzt ist, und dass der Ventilkörper (19 ) mittels des Führungsstiftes (18 ) frei auskragend in der Lagerbuchse (17 ) gehalten ist. - Gasströmungswächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lagerbuchse (
17 ) an dem dem Ventilkörper (19 ) zugewandten Ende eine zum Ventilkörper (19 ) öffnende Kammer (17b ) ausgebildet ist, in die die Feder (20 ) mit ihrem dem Ventilkörper (19 ) abgewandten Ende eingesetzt ist. - Gasströmungswächter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Feder (
20 ) mit ihrem dem Ventilkörper (19 ) abgewandten Ende am Boden der Kammer (17b ) abstützt. - Gasströmungswächter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Feder (
20 ) und dem Boden der Kammer (17b ) zumindest eine Distanzscheibe (21 ) angeordnet ist. - Gasströmungswächter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (
14 ) als einstückiges Kunststoff-Teil ausgebildet ist. - Gasströmungswächter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (
14 ) über eine Rastverbindung (15a ,24 ) in dem Gehäuse (11 ) gehalten ist. - Gasströmungswächter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung von einer am Ringkörper (
15 ) ausgebildeten Rastnase (15a ) und einer im Inneren des Gehäuses (11 ) ausgebildeten Rastnut (24 ) gebildet ist. - Gasströmungswächter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (
11 ) einen umlaufenden Kragen (12 ) aufweist, auf dessen Außenseite eine Ringnut (12a ) ausgebildet ist, in die eine Dichtung (13 ) eingesetzt ist.
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