DE1529121C2

DE1529121C2 - Safety device for fuel gas lines of cutting or welding devices

Info

Publication number: DE1529121C2
Application number: DE19661529121
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedr.; Alhäuser Friedr.; Ludewig Friedhelm; Neumeyer Albert; 5810 Witten Simsheuser
Original assignee: Witt, Paul, 5810 Witten
Priority date: 1966-06-21
Filing date: 1966-06-21
Publication date: 1977-02-24

Description

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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweißgeräten mit Gasrückströmventil, Flammensperre und Überdruckventil, welches zwischen Brenngasauslaß und Flammensperre angeordnet ist, während das Gasrückströmventil einen in Strömungsrichtung vor der Flammensperre angeordneten Ventilkolben mit einer ihn als Dichtung umgebenden Membrane besitzt, der zwischen einem Rückstrom-Dichtsitz und einem Widerlager beweglich sowie im Ruhezustand an den Rückstrom-Dichtsitz angedrückt ist.The invention relates to a safety device for fuel gas lines of cutting or welding devices with gas return valve, flame arrester and pressure relief valve, which is between the fuel gas outlet and Flame arrester is arranged, while the gas return valve is one in the direction of flow in front of the Flame arrester arranged valve piston with a membrane surrounding it as a seal, the movable between a backflow sealing seat and an abutment as well as in the idle state to the Backflow sealing seat is pressed.

Bei einer Sicherheitseinrichtung dieser Ausführungsform ist der Rückstrom-Dichtsitz als ortsfester und damit unbeweglicher Dichtsitz ausgebildet, während die Membrane in die Wandung des Ventilgehäuses eingespannt ist. Dadurch arbeitet der Ventilkolben gegen einen verhältnismäßig unelastischen Rückstrom-Dichtsitz, so daß die Membrane verletzenden Quetschwirkungen im Einspannbereich unterliegt. Hinzu kommt, daß der Ventilkolben ohne Führung ist, so daß zusätzliche Querbeanspruchungen der Membrane und schräges Aufsetzen des Ventilkolbens auf den Rückstrom-Dichtsitz nicht ausgeschlossen sind.In a safety device of this embodiment, the backflow sealing seat is a stationary and thus formed an immovable sealing seat, while the membrane is in the wall of the valve housing is clamped. As a result, the valve piston works against a relatively inelastic backflow sealing seat, so that the membrane is subject to injurious squeezing effects in the clamping area. In addition comes that the valve piston is without a guide, so that additional transverse stresses on the membrane and inclined positioning of the valve piston on the backflow sealing seat are not excluded.

Bei einer Sicherheitseinrichtung anderer Ausführungsform ist die Membrane in eine umlaufende Innennut der Gehäusewandung lediglich eingelegt und dort lose gehalten. Hier ist also spannungsfreier Membranenanschluß an die Gehäusewandung verwirklicht, so daß ein selbständiges Lösen der Membrane aus der Innennut bei Druckbeaufschlagung nicht ausgeschlossen ist, und zwar selbst unter Berücksichtigung der für die Membrane zusätzlich vorgesehenen Auflagerflächen in der Gehäusewandung. Abgesehen von dem insoweit in fertigungstechnischer Hinsicht verhältnismäßig komplizierten Aufbau des Gehäuses ist ein stets funktionssicherer Sitz der Membrane nicht gewährleistet. Hinzu kommt, daß der bewegliche und federbelastete Rückstrom-Dichtsitz in Rückströmrichtung gegen einen Anschlag fährt, insoweit also in Rückströmrichtung unelastische Lagerung für den Rückstrom-Dichtsitz und schließlich den Ventilkolben verwirklicht ist.In a safety device of another embodiment, the membrane is in a circumferential Inner groove of the housing wall merely inserted and held loosely there. So here is less tension Realized membrane connection to the housing wall, so that an independent release of the membrane from the inner groove is not excluded when pressure is applied, even taking into account the additional support surfaces provided for the membrane in the housing wall. Apart from that of which the construction of the housing is relatively complicated from a manufacturing point of view a functionally reliable seat of the membrane is not guaranteed. In addition, the movable and spring-loaded backflow sealing seat moves in the backflow direction against a stop, so in this respect in Backflow direction inelastic mounting for the backflow sealing seat and finally the valve piston is realized.

Im Ergebnis befriedigen bei diesen bekannten Sicherheitseinrichtungen weder Funktionssicherheit noch Standzeit.As a result, with these known safety devices, neither functional reliability is satisfactory still life.

Schließlich ist eine Vorrichtung zum Verriegeln des Gaseinlaßventils von Sicherheitseinrichtungen bekannt, die nur von Hand wieder geöffnet werden kann, mit zur Verriegelung dienenden und mit einem das Gaseinlaßventil betätigenden Zapfen zusammenarbeitenden Kugeln. Diese Vorrichtung besitzt einen gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbaren und mit Löchern versehenen Teller, an dem ein mit einem kegelförmigen Absatz und am Ende mit einem Bund versehener Zapfen befestigt ist, über den ein mit einer Dichtungsscheibe versehener, in Richtung auf einen Dichtsitz unter der Wirkung einer Feder stehender Schließkolben gestülpt ist, dessen Bewegung in Schließrichtung durch am Zapfen anliegende Kugeln so lange gesperrt wird, bis der Teller durch Rückschlag zurückbewegt wird und die Kugeln in den kegelförmigen Absatz des Zapfens eintreten. Durch eine solche Vorrichtung wird erreicht, daß dem Gas bei Flammenrückschlägen der Weg versperrt wird.Finally, a device for locking the gas inlet valve of safety devices is known, which can only be opened again by hand, with a locking device and a gas inlet valve actuating pins cooperating balls. This device has one against the force a spring axially displaceable and provided with holes plate, on which one with a conical Paragraph and at the end provided with a collar pin is attached, over which a washer with a sealing washer provided, in the direction of a sealing seat standing under the action of a spring closing piston is whose movement in the closing direction is blocked by balls resting on the pin until the plate is moved back by kickback and the balls into the conical shoulder of the pin enter. Such a device ensures that the gas in the event of flashbacks the way is blocked.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweißgeräten zu schaffen, welche sich insbesondere durch ein Gasrückströmventil mit großer Unempfindlichkeit, hoher Funktionssicherheit und langer Lebensdauer auszeichnet.The invention is based on the object of providing a safety device for fuel gas lines from To create cutting or welding devices, which are particularly characterized by a gas return valve with large It is characterized by insensitivity, high functional reliability and a long service life.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Sicherheitseinrichtung dadurch, daß der Rückstrom-Dichtsitz durch den Ventilkolben gegen eine Druckfeder in Rückströmrichtung zurückdrückbar ist, und daß der Ventilkolben an seinem dem Rückstrom-Dichtsitz zugeordneten Ende eine Führungsbohrung zur Aufnahme eines Zylinder besitzt, in dem der Rückstrom-Dichtsitz gleitet, wobei die an dem Ventilkolben angeschlossene Membrane mit einem Randwulst lediglich unter Eigenspannung in die Wandung des Ventilgehäuses eingesetzt ist. Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß durch die federelastische Beweglichkeit von Rückstrom-Dichtsitz und Ventilkolben sowie Membrane eine Sicherheitseinrichtung entsteht, die schon bei geringsten Anfangs- und Rückdrücken anspricht, aber auch extremen Drücken ohne Beschädigungen zu erleiden gewachsen ist. Hinzu kommt, daß bei der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung der Ventilkolben tatsächlich die Funktion eines Kolbens ausführt und dazu an jenem Zylinder außen geführt ist, in dem innen der Rückstrom-Dichtsitz gleitet. Das hat zur Folge, daß jegliche Querbeanspruchung der Membrane ausgeschlossen und stets einwandfreies Aufsetzen des Ventilkolbens auf den Rückstromdichtsitz gewährleistet ist.This object is achieved by the invention in a generic safety device in that the The backflow sealing seat can be pushed back by the valve piston against a compression spring in the backflow direction, and that the valve piston has a guide bore at its end associated with the backflow sealing seat Has receiving a cylinder in which the backflow sealing seat slides, with the on the valve piston connected membrane with a bead only under internal stress in the wall of the Valve housing is used. These measures of the invention have the consequence that by the resilient Mobility of the backflow sealing seat and valve piston as well as diaphragm a safety device arises, which responds to the slightest initial and backward pressures, but also to extreme pressures has grown without suffering damage. In addition, with the safety device according to the invention the valve piston actually performs the function of a piston and on the outside of that cylinder is guided, in which the backflow sealing seat slides inside. This has the consequence that any transverse stress the membrane excluded and always perfect placement of the valve piston on the Backflow sealing seat is guaranteed.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. So kann der in Strömungsrichtung vor dem Ventilkolben liegende Rückstrom-Dichtsitz an ein vorgeordnetes Einlaßventil angeschlossen sein, wozu der Rückstrom-Dichtsitz in an sich bekannter Weise einen in einem Hülsenfortsatz des Zylinders mit Verriegelungskugeln axial beweglichen Bolzen trägt, dessen Wulst die Verriegelungskugeln radial nach außen in eine Ausnehmung des Einlaßventilkolbens drückt und dadurch das Einlaßventil in Offenstellung verriegelt ist. Vorzugsweise ist in dem Rückstrom-Dichtsitz eine Dichtungsscheibe für eine damit zusammenwirkende Dichtschulter des Ventilkolbens eingebettet. Der Ventilkolben besitzt zweckmäßigerweise eine Führungsbuchse, wobei in dieser Führungsbuchse eine den Ventilkolben mit der Dichtschulter gegen den Rückstrom-Dichtsitz andrückende Druckfeder untergebracht ist. Führungsbuchse und Führungsbohrung des Ventilkolbens können seitliche Durchgangsöffnungen J zum Hindurchströmen des Brenngases bei in Offenstellung befindlichem Ventilkolben aufweisen. Schließlich ist vorgesehen, daß die Führungsbohrung endseitig von einem Flansch umgeben ist, dessen Stirnfläche bei in Sperrstellung befindlichem Ventilkolben die Strömungskanäle des in Strömungsrichtung vorgeordneten Einlaßventils abdeckt.Further advantageous embodiments of the invention are listed below. For example, the backflow sealing seat in front of the valve piston in the direction of flow can be connected to an upstream inlet valve, for which purpose the backflow sealing seat carries in a known manner a bolt that is axially movable in a sleeve extension of the cylinder with locking balls, the bead of which carries the locking balls radially outward presses a recess in the inlet valve piston and thereby the inlet valve is locked in the open position. A sealing washer for a sealing shoulder of the valve piston that interacts therewith is preferably embedded in the backflow sealing seat. The valve piston expediently has a guide bushing, a compression spring pressing the valve piston with the sealing shoulder against the backflow sealing seat being accommodated in this guide bushing. The guide bushing and guide bore of the valve piston can have lateral through openings J for the fuel gas to flow through when the valve piston is in the open position. Finally, it is provided that the end of the guide bore is surrounded by a flange, the end face of which covers the flow channels of the inlet valve arranged upstream in the direction of flow when the valve piston is in the blocking position.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Sicherheitseinrichtung für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweißgeräten verwirklicht wird, bei welcher im Falle einer Gasrückströmung oder eines Flammenrückschlages der die Membrane tragende Ventilkolben verhältnismäßig weich und darüber hinaus einwandfrei auf den zugeordneten Rückstrom-Dichtsitz aufsetzt, weil mit dem Ventilkolben der Rückstrom-Dichtsitz gegen Federwirkung in Rückstromrichtung zurückgedrückt wird. Insoweit wird bereits eine beachtliche Schonung der Membrane erreicht. Hinzu kommt, daß die Membrane ohne verletzende Quetschwirkungen, wie sie bei sonst übHchem Einspannen regelmäßig auftreten, an die Wandung des Ventilgehäuses angeschlossen ist. Dazu weist die Membrane einen Randwulst auf, mit dem sie lediglich unter Eigenspannung in die Wandung bzw. einer entsprechenden Nut eingehängt ist. Randwulst und Eigenspannung reichen aus, um ein selbständiges Lösen der Membrane mit Sicherheit auszuschließen. Hinzu kommt, daß die Membrane nicht länger Querbeanspruchungen durch den Ventilkolben unterliegt. Im Ganzen ist die Anordnung von Rückstrom-Dichtsitz, Ventilkolben und Membrane so getroffen, daß selbst beim Auftreten extremer Verschlußkräfte bzw. Anpreßdrücke diese Elemente unbeschädigt bleiben.The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that a safety device for fuel gas lines of cutting or welding devices is realized, in which in the case a gas backflow or a flashback of the valve piston carrying the membrane is proportionate softly and moreover flawlessly sits down on the associated backflow sealing seat, because with the valve piston pushes back the backflow sealing seat against the spring action in the backflow direction will. In this respect, considerable protection of the membrane is already achieved. In addition, the Membrane without injurious crushing effects, as they regularly occur with otherwise excessive clamping the wall of the valve housing is connected. For this purpose, the membrane has an edge bead with which it is simply hooked into the wall or a corresponding groove under internal stress. Beaded edge and internal stress are sufficient to reliably prevent the membrane from loosening on its own. In addition, the membrane is no longer subject to transverse stresses from the valve piston. On the whole, the arrangement of the backflow sealing seat, valve piston and diaphragm is made so that even when extreme locking forces or contact pressure occur, these elements remain undamaged.

Somit zeichnet sich die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung durch geringe Empfindlichkeit, hohe Funktionssicherheit und lange Lebensdauer aus.The safety device according to the invention is thus characterized by low sensitivity and high functional reliability and long life.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigtIn the following the invention is illustrated by means of a drawing which shows only one exemplary embodiment explained in more detail; it shows

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in Ruhestellung,F i g. 1 shows a vertical section through a safety device according to the invention in the rest position,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach F i g. 1 in brenngasdurchströmtem Zustand undF i g. 2 shows a vertical section through the object according to FIG. 1 in the fuel gas flow condition and

F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach F i g. 1 im Zustand einer Brenngasrückströmung.F i g. 3 shows a vertical section through the object according to FIG. 1 in the state of a fuel gas return flow.

Die in den Figuren dargestellte Sicherheitseinrichtung 1 findet für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweißgeräten Verwendung und ist mit einem Gasrückströmventil 2, einer Flammensperre 3 und einem Überdruckventil 4 ..ausgerüstet, das zwischen Brenngasauslaß 5 und Flammensperre 3 angeordnet ist. Das Gasrückströmventil 2 besitzt einen in Strömungsrichtung vor der Flammensperre 3 angeordneten The safety device 1 shown in the figures is used for fuel gas lines from cutting or Welding equipment use and is equipped with a gas return valve 2, a flame arrester 3 and a pressure relief valve 4 .. equipped between Fuel gas outlet 5 and flame arrester 3 is arranged. The gas backflow valve 2 has a valve arranged upstream of the flame arrester 3 in the direction of flow

30^Ventilkörper, der zwischen einem Rückstrom-Dichtsitz 7 und einem Widerlager 8 beweglich sowie im Ruhezustand an den Rückstrom-Dichtsitz 7 angedrückt ist. Diesen Zustand zeigt F i g. 1. Der Ventilkörper ist als Ventilkolben 6 ausgeführt und dieser Kolben 6 mit umfangsseitiger Abdichtung im Ventilgehäuse 9 geführt. Weiter besitzt der Ventilkolben 6 einen Durchgangskanal 10 für das Brenngas, der von einer mit dem Rückstrom-Dichtsitz 7 zusammenwirkenden Dichtschulter 11 umgeben ist, wobei der Rückstrom-Dichtsitz 7 als in Strömungsrichtung beweglicher Ventilteller 12 ausgeführt ist. Der Ventilkolben 6 ist an eine ihn als Abdichtung umgebende Membran 13 mit einem Randwulst 14 in die Wandung des Ventilgehäuses 930 ^ valve body between a backflow sealing seat 7 and an abutment 8 movably and pressed against the backflow sealing seat 7 in the idle state is. This state is shown in FIG. 1. The valve body is designed as a valve piston 6 and this piston 6 with it circumferential seal in the valve housing 9 out. The valve piston 6 also has a through channel 10 for the fuel gas from a sealing shoulder that interacts with the backflow sealing seat 7 11 is surrounded, the backflow sealing seat 7 as a valve disk 12 movable in the direction of flow is executed. The valve piston 6 is on a membrane 13 surrounding it as a seal with a Edge bead 14 in the wall of the valve housing 9

. eingesetzt und gewährleistet dort unter Eigenspannung sichere Abdichtung. Die Membran 13 wird, wie das die F i g. 3 deutlich zeigt, selbst bei Brenngasrückströmung kaum auf Biegung beansprucht, liegt vielmehr gerade bei in Sperrstellung befindlichem Ventilkolben 6 im wesentlichen orthogonal zur Strömungsrichtung orien-. is used and guarantees a secure seal under residual stress. The membrane 13 is like that F i g. 3 clearly shows, even with fuel gas backflow, hardly any bending stressed, rather it lies straight when the valve piston 6 is in the blocking position, essentially orthogonal to the flow direction orien-

50· tiert eben in dem Ventilgehäuse 9. Der Ventilkolben 650 is located in the valve housing 9. The valve piston 6

; besitzt eine Führungsbuchse 15. In diesen--Führungsbuchse 15 ist eine den Ventilkolben 6 mit der Dichtschulter 11 gegen den Ventilteller 12 andrückende Druckfeder 16 untergebracht, die außerdem in einer besonderen konisch verlaufenden Ausnehmung 17 eines Druckstückes 18 für die Flammensperre 3 abgestützt ist. Der Ventilkolben 6 besitzt an seinem dem Ventilteller 12 zugeordneten Ende eine Führungsbohrung 19 zur Aufnahme eines Zylinders 20, in dem der Ventilteller 12 gleitet. Die Führungsbuchse 15 und die Führungsbohrung 19 des Ventilkolbens 6 weisen seitliche Durchgangsöffnungen 21 zum Hindurchströmen des Brenngases bei in Offenstellung befindlichem Ventilkolben 6 auf, so daß bei in der Ausnehmung 17 des Druckstückes 18 für die Flammensperre 3 aufsitzender Führungsbuchse 15 stets einwandfreie Durchströmung gewährleistet ist. Die Führungsbohrung 19 ist endseitig von einem Flansch 22 umgeben, dessen Stirnfläche 23 bei in; has a guide bush 15. In this - guide bush 15 is a valve piston 6 with the sealing shoulder 11 pressing against the valve disk 12 Compression spring 16 housed, which is also in a special conical recess 17 of a Pressure piece 18 for the flame arrester 3 is supported. The valve piston 6 has the valve plate on its 12 has a guide bore 19 for receiving a cylinder 20 in which the valve disk 12 slides. The guide bush 15 and the guide bore 19 of the valve piston 6 have lateral through openings 21 for the fuel gas to flow through when the valve piston 6 is in the open position, so that in the recess 17 of the pressure piece 18 for the flame arrester 3 seated guide bush 15 perfect flow is always guaranteed. The guide hole 19 is at the end of a Surrounding flange 22, the end face 23 of which at in

Sperrstellung, nach Fig.3, befindlichem Ventilkolben 6 Strömungskanäle 24 eines in Strömungsrichtung vorgeordneten Einlaßventils 25 abdecken. In dem Ventilteller 12 ist eine Dichtungsscheibe 26, z. B. Silikonscheibe, für die damit zusammenwirkende Dichtschulter 11 des Ventilkolbens 6 eingebettet. Der Rückstrom-Dichtsitz 7 ist als Ventilteller gegen eine Druckfeder 27 in dem Zylinder 20 bei angreifendem Ventilkolben 6 beweglich bzw. durch den Ventilkolben 6 gegen die Wirkung der Druckfeder 27 zurückdrückbar. Dadurch besteht die Möglichkeit, den in Strömungsrichtung vor dem Ventilkolben 6 liegenden Ventilteller 12 an das Einlaßventil 25 anzuschließen. Dazu trägt der Ventilteller 12 in an sich bekannter Weise einen in einem Hülsenfortsatz 28 des Zylinders 20 mit Verriegelungskugeln axial beweglichen Bolzen 30, dessen Wulst 31 die Verriegelungskugeln 29 radial nach außen in eine Ausnehmung 32 des Einlaßventilkolben.s 33 drückt und dadurch das Einlaßventil 25 in Offenstellung verriegelt.Locking position, according to Fig. 3, located valve piston 6 Cover flow channels 24 of an inlet valve 25 arranged upstream in the flow direction. In the valve disc 12 is a sealing washer 26, e.g. B. silicone washer, for the cooperating sealing shoulder 11 of the Valve piston 6 embedded. The backflow sealing seat 7 is as a valve plate against a compression spring 27 in the Cylinder 20 movable with attacking valve piston 6 or by the valve piston 6 against the action of the Compression spring 27 can be pushed back. This gives the possibility of the in the direction of flow before Valve piston 6 to connect valve disk 12 lying on the inlet valve 25. The valve disk contributes to this 12 in a manner known per se in a sleeve extension 28 of the cylinder 20 with locking balls axially movable bolt 30, the bead 31 of which the locking balls 29 radially outward in a Recess 32 of Einlaßventilkolben.s 33 presses and thereby locking the inlet valve 25 in the open position.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Safety device for fuel gas lines of cutting or welding devices with gas backflow valve, Flame arrester and pressure relief valve between the fuel gas outlet and the flame arrester is arranged, while the gas return valve is one in the direction of flow in front of the flame arrester arranged valve piston with a membrane surrounding it as a seal, the movable between a backflow sealing seat and an abutment as well as in the idle state to the Backflow sealing seat is pressed, characterized in that the backflow sealing seat (7) can be pushed back by the valve piston (6) against a compression spring (27) in the return flow direction is and that the valve piston (6) at its end associated with the backflow sealing seat (7) has a Guide hole (19) for receiving a cylinder

(20) in which the backflow sealing seat (7) slides, the one connected to the valve piston (6) Membrane (13) with a bead (14) only under internal stress in the wall of the Valve housing (9) is used.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that the in the flow direction upstream of the valve piston (6) backflow sealing seat (7) to an upstream inlet valve (25) is connected and for this purpose the backflow sealing seat ^ o (7) in a manner known per se in a "'sleeve extension (28) of the cylinder (20) with locking balls (29) carries axially movable bolts (30), whose bead (31) the locking balls (29) radially outwards into a recess (32) of the Inlet valve piston (33) pushes and thereby the inlet valve (25) is locked in the open position.

3. Safety device according to claim 1 or 2, characterized in that in the backflow sealing seat (7) a sealing washer (26) for a cooperating sealing shoulder (11) of the Valve piston (6) is embedded.

4. Safety device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Valve piston (6) has a guide bushing (15) and a guide bushing (15) in this guide bushing (15) Pressure spring pressing the valve piston (6) with the sealing shoulder (11) against the backflow sealing seat (7) (16) is housed.

5. Safety device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Guide bush (15) and the guide bore (19) of the valve piston (6) lateral through openings

(21) for the fuel gas to flow through when the valve piston (6) is in the open position.

6. Safety device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the Guide bore (19) at the end of a flange

(22) is surrounded, the end face (23) of which when the valve piston (6) is in the blocking position Covers flow channels (24) of the inlet valve (25) arranged upstream in the flow direction.