DE1600668C3 - Bei einem Grenzwert von Druck oder Temperatur des Strömungsmediums ansprechende Sicherheitsarmatur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Hähne, insbesondere Kugelhähne, die bei Erreichen eines Grenzwertes von Druck oder Temperatur des Strömungsmediums ihre Schaltstellungen ändern.

Es sind seit langem Armaturen — Ventile, Hähne, Schieber — mit Einrichtungen bekannt, die deren Schaltstellungen bei Erreichen eines Grenzwertes von Zeit, von Druck oder von Temperatur der Umgebung ändern (USA.-Patentschrift 1 814 526, deutsche Patentschrift 673 810, österreichische Patentschrift 510, britische Patentschriften 361481 und 997). Die bisher bekannten Konstruktionen, die auf das Erreichen eines Grenzwertes von Druck oder Temperatur des Strömungsmediums ansprechen, gehen alle mehr oder weniger auf eine Ausführung zurück, bei der die Schaltstellung eines Kükenhahnes nach Zerstörung eines Schmelzgliedes bei Erreichen eines Grenzwertes der Umgebungstemperatur durch das dann über Fallgewicht und Hebel auf das Küken wirkende Drehmoment verändert wird (USA.-Patentschrift 1 814 526). Statt des außenliegenden Schmelzgliedes wird ein besonderer Fühler, z. B. Kolben im Gehäuse, neben den Hahn in die Rohrleitung eingebaut; das Fallgewicht wird mitunter durch Federspannung ersetzt. Mit Hilfe des Fühlers wird über eine Servosteuerung, z. B. Elektromagnet oder hydraulische bzw. pneumatische Vorrichtung, eine Arretierung des Fallgewichtes oder der Feder gelöst, so daß das dann auf das Küken wirkende Drehmoment die Schaltstellung verändert.

Besonders wegen des Einsatzes von Elektrik, Hydraulik usw. sind diese Konstruktionen sehr aufwendig und verlangen im Hinblick auf den mitunter rauhen und auch schmutzigen Betrieb eine laufende Wartung. Die übertragung des den Schaltvorgang auslösenden Fühlerwertes — Druck oder Temperatür in der Rohrleitung — nach außen zum Lösen der Federsperre bedeutet größeres Bauvolumen durch mehr oder weniger störanfällige Übertragungsglieder zwischen Fühler und Sperre, Verringern der Ansprechempfindlichkeit und Verzögern des Schaltvorganges.

Die Aufgabe nach der Erfindung beruht nun darauf, einen einfachen, auch für rauhen Betrieb geeigneten Hahn zu schaffen, der bei Erreichen eines Grenzwertes von Druck oder Temperatur des Strö-

ao mungsmediums seine Schaltstellung schnell und sicher ändert.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Einrichtung, die vor dem Umschalten ständig ein Drehmoment auf das Küken ausübt, sowie ein Sperrelement, das das Küken vor dem Umschalten in seiner Schaltstellung arretiert und bei Erreichen des Grenzwertes seine Sperrfähigkeit verliert, vorgesehen sind.

Das Sperrelement ist hierbei zweckmäßig als Grenzwertfühler auszubilden. Es kann aber auch nach der Erfindung das Sperrelement mit einem Grenzwertfühler verbunden sein.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung eine Aussparung für das Sperrelement und den Strömungskanal im Küken miteinander durch einen Kanal zu verbinden. Auch kann das Sperrelement in den Strömungskanal im Kugelhahn eingreifen.

Es ist auch nach der Erfindung möglich, bei Erreichen des Temperaturgrenzwertes im Strömungsmediunr die Wärmewirkung auf den Temperaturfühler durch Zündung eines Treibsatzes zu verstärken.

Die Erfindung ist vorteilhaft anwendbar für Schnellschlußventile in Gasleitungen, in denen durch Explosion oder Detonation ein schlagartiger Temperatur- oder Druckanstieg auftreten kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen wiedergegeben.

F i g. 1 zeigt einen Kugelhahn, bei dem das am Kugelküken 1 angreifende Drehmoment durch Spannen einer Schraubenfeder 2 aufgebracht worden ist. Die Feder 2 ist in einer Bohrung 3 am Hahngehäuse 4 und an der Schallwelle 5 befestigt. Eine Änderung der Stellung des zwischen den Dichtungen 6 — F i g. 2 — liegenden Kugelkükens 1 — hier Unterbrechen des Durchflusses — unter dem Einfluß des ständig wirkenden Moments erfolgt, sobald das in eine Aussparung? des Kugelkükens 1 eingreifende Sperrelement 8, das hier von einer unter Wärmeeinwirkung platzenden, an sich bekannten Glaspatrone gebildet wird, bei Erreichen des Temperatur-Grenzwertes im Strömungsmedium zerstört wird.

F i g. 2 zeigt eine Sperre für einen Kugelhahn, bei dem sich das Sperrelement 8 gegen ein Gleitstück 9 abstützt, das in eine Bohrung 7 im Kugelküken 1 eingesetzt ist. Bei Erreichen eines Grenzwertes im Strömungsmedium — Temperaturanstieg oder steiler Druckanstieg — wird das Sperrelements zerstört und das Kugelküken 1 durch das bereits in Aus-

gangsstellung einwirkende Moment in Stellung »geschlossen« gedreht. In dem einen Fall erfolgt die Auslösung durch Wärmeleitung über das Gleitstück 9 an das Sperrelement 8, im anderen Fall durch Stoß des Gleitstückes 9 auf das Sperrelement 8.

F i g. 3 zeigt einen Kugelhahn in geschlossener Stellung. Das Sperrelement 8 greift in den Strömungskanal 10 des Kugelkükens 1 ein. Bei Erreichen der Grenztemperatur im Strömungsmedium oder des Grenzwertes für die Steilheit des Druckanstiegs wird das Sperrelement 8 zerstört und der Durchfluß von der Leitung 11 in die Leitung 10 freigegeben.

Fig.4 zeigt ein durchbohrtes Sperrelement 8, das in eine bis in den Strömungskanal des Kugelkükens 1 führende Bohrung 7 eingreift. Das Sperrelement 8 wird durch ein temperatur- und druckempfindliches Distanzstück 13, das durch das am Kugelküken 1 wirkende Drehmoment über das Sperrelement 8 Druckspannung erhält, solange in die Aussparung? im Kugelküken gedrückt, bis sich das Distanzstück 13 bei Temperaturanstieg oder steilem Druckanstieg im Strömungsmedium verkürzt.

Bei einer Ausführung der Sperre gemäß Fig.5 wird bei Erreichen der Grenztemperatur im Strömungsmedium ein im Sperrelement 8 und/oder Distanzstück 13 befindliches Gemisch 14 — Treibsatz — gezündet, dessen Komponenten ohne Zutritt von Luftsauerstoff unter Wärmeabgabe miteinander reagieren und so die Wärmeeinwirkung auf das Distanzstück 13 — den temperaturempfindlichen Fühler — am Sperrelement 8 verstärken.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Kontrolle des Druckabfalls im Strömungsmedium. Hierzu wird das Sperrelement z. B. mit Hilfe eines Metallfaltenbalges, der mit dem Betriebsdruck des Strömungsmediums belastet ist, in eine Aussparung im Kükenhahn gepreßt. Bei Druckabfall im Strömungsmedium unter einen Grenzwert, wird der Umschaltvorgang ausgelöst wie zuvor für Temperatur- und Druckanstieg beschrieben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hahn, insbesondere Kugelhahn, der bei Erreichen eines Grenzwertes von Druck oder Temperatur des Strömungsmediums seine Schaltstellung ändert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (2, 5), die vor dem Umschalten ständig ein Drehmoment auf das Küken (1) ausübt, sowie ein Sperrelement (8), das das Küken vor dem Umschalten in seiner Schaltstellung arretiert und bei Erreichen des Grenzwertes seine Sperrfähigkeit verliert, vorgesehen sind.

2. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (8) selbst als Grehzwertfühler ausgebildet ist.

3. Hahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (8) mit einem Grenzwertfühler (13) verbunden ist.

4. Hahn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aussparung für das Sperrelement und der Strömungskanal im Küken miteinander durch einen Kanal (7) verbunden sind.

5. Hahn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (8) in den Strömungskanal (10) im Küken eingreift.

6. Hahn nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen des Temperaturgrenzwertes im Strömungsmedium die Wärmewirkung auf den Temperaturfühler durch Zündung eines Treibsatzes (14) verstärkt wird.

7. Hahn nach Anspruch 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwertfühler (13) ein mit dem Betriebsdruck des Strömungsmediums belasteter Faltenbälg ist.