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Selbsttätiges Absperrventil Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges
Absperrventil für strömfähige Medien, mit einem eine Einlaßöffnung, eine Auslaßöffnung,
einen die Öffnungen verbindenden Kanal und ein Ventilelement aufweisenden Gehäuse.
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In Wohnwagen, auf Booten und Campingplätzen usw.
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werden in großem Umfang tragbare Heizgeräte verwendet, die zum Verbrennen
von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen eingerichtet sind. Es hat dabei Fälle
gegeben, in denen diese Öfen oder Heizgeräte umgefallen sind und, wenn niemand in
unmittelbarer Nähe war, schwere Brandschäden verursacht haben.
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Die der Erfindung zugrunde liegend. Aufgabe besteht darin, ein Ventil
ZU; schaffen, das insbesondere
zum Anbau an Öfen und Heizgeräte
der oben beschriebenen Art geeignet ist und beim Umfallen des Ofens oder des Heizgerätes
sofort und selbsttätig den Durchfluß von Brennstoff absperrt und solange in geschlossener
Stellung verharrt, bis das Ventil von Hand auf Normalbetrieb zurückgestellt wird.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gehäuse
einen Magneten aufweist, an dessen unterer Seite ein in dem Verbindungskanal und
unterhalb der Auslaßöffnung angeordneter Ventilsitz für das aus magnetisierbarem
Stoff hergestellte Ventilelement angeordnet ist, das sich an den Ventilsitz nach
unten eine Kammer des Verbindungskanals anschließt, in der das Ventilelement frei
beweglich geführt ist, daß ferner eine von außen betätigbare Rückstelleinrichtung
vorgesehen ist, durch welche das Ventilelement aus seiner dichten Berührung mit
dem Ventilsitz in eine Stellung außerhalb des wirksamen Einflusses des Magneten
bewegbar ist, und daß die Einlaßöffnung in die Kammer einmündet, Sobald das erfindungsgemäße
Ventil aus seiner hier gekennzeichneten senkrechten Normallage in Richtung auf die
waagerechte Lage geneigt wird, was absichtlich oder unbeabsichtigt durch entsprechende
Neigung des zugehörigen Gerätes erfolgen kann, bewegt sich das Ventilelement in
den Wirkungsbereich des Magneten und wird von diesem in dichtende Berührung mit
dem Ventilsitz gezogen. Das Ventilelement verharrt in dieser Schließstellung, bis
die Rückstelleinrichtung absichtlich betätigt und der Verbindungskanal wieder freigelegt
wird. In Umkehrung der oben beschriebenen Verhältnisse kann auch das Ventilelement
magnetisch und der Ventilsitz bezw. ein in unmittelbarer Nähe des Ventilsitzes angeordnetes
Element magnetisierbar sein. Als Magnet
kommt sowohl ein Dauermagnet
als auch ein Elektromagnet in Prage. In dem letzteren Fall kann die Rückstelleinrichtung
in einem Schalter bestehen, derden elektrischen Stromkreis des Elektromagneten dann
unterbricht, wenn eine Öffnung des Sicherheitsventils gewünscht wird.
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Vorteilhafterweise ist in der Kammer ein Lagerelement für das Ventilelement
angeordnet, das eine außerhalb des wirksamen Einflusses des Magneten befindliche
uhestellung des Ventilelements definiert.
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Erfindungsgemäß kann das Ventilelement durch die Rückstelleinrichtung
in eine oberhalb der Ruhestellung befindliche Zwischenstellung außerhalb des wirksamen
Einflusses des Magneten bewegbar sein. Dabei kann die Einlaßöffnung zwischen der
Ruhestellung und der Zwischenstellung in die Kammer einmünden. Zwischen Einlaßöffnung
und Kammer kann eine Anzahl Durchbrüche eingeschaltet sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kammer zylindrisch
ausgebildet und der freie Querschnitt zwischen Kammerwand und Ventilelement so bemessen,
daß das strömfähige Medium ein Absinken des Ventilelements unter die Zwischenstellung
verhindert. Dadurch ist ein weiteres Sicherheitsmerkmal geschaffen, weil dann, wenn
sich das Ventilelement in seiner Zwischenstellung befindet, der Mediumstrom durch
das Ventil erst dann wieder~nergestellt werden kann, wenn ein Ventil entweder in
der Mediumzuleitung oder in der Mediumentnahmeleitung geschlossen worden ist.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung mündet die Einlaßöffnung
unterhalb der Ruhestellung in die Kammer ein. Dabei können in der Wand der Kammer
eine Anzahl axiale, mit der Einlaßöffnung in Verbindung stehende Nuten mit radial
vorspringenden Rippen ausgebildet
sein, durch die das Ventilelement
geführt ist.
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ferner kann das Lagerelement auf über die Rippen radial hinausragenden
Konsolen ruhen.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch
eine oberhalb des in der Zwischenstellung befindlichen Ventilelements in die Kammer
mündende obere Einlaßöffnung von vorheybestimmter Durchflußkapazität und eine unterhalb
des in der Ruhestellung befindlichen Ventilelements in die Kammer mündende untere
Einlaßöffnung, wobei der freie Querschnitt zwischen Kammerwand und Ventilelement
derart bemessen ist, daß bei einem die vorheJDestimmte Durchflußkapazität übersteigenden
Durchfluß von Medium durch die Kammer der Mediumteilstrom durch die untere Einlaßöffnung
das Ventilelement in Richtung auf den Ventilsitz bewegt. Dieses Ventil spricht also
an, wenn jenseits des Ventilsitzes ein Leck auftritt, das eine Steigerung des Durchflusses
über die vorhetSestimmte Durchflußkapazität zur Folge hat.
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Vorteilhafterweise ist das Ventilelement als Kugel ausgebildet.
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Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf
die Zeichnung beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Senkrechtschnitt durch ein Ventil nach der
Erfindung, Fig. 2 eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten onstruktion, Fig,
3 eine weitere Abwandlung des in Pig, 1 dargestellten Ventils, Fig. 4 eine perspektivische
Ansicht des in Fig, 2 gezeigten Käfigteils, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht
des in Fig, 2 gezeigten Dauermagneten und Ventilsitzes, und Pig, 6 die Schnittansicht
gemäß Linie 6-6 in Fig. 3, Nach Fig. 1 weist das Ventil ein Gehäuse 10 auf, in dessen
unterem pfeil eine senkrecht gerichtete Kammer 11 ausgebildet ist, an deren oberen
Ende ein Ventilsitz 12 auf einer Schulter 13 liegt, Über dem Ventilsitz 12 weist
das Gehäuse ferner eine Auslaßöffnung 14 auf, die durch den Ventilsitz 12 mit der
Kammer 11 verbunden ist Außerdem hat das Gehäuse 10 eine mit der Kammer ii in Verbindung
stehende Einlaßöffnung 15. Der Ventilsitz 12 hat die Form einer Beilegscheibe, die
vorzugsweise aus Kunststoff geformt ist und durch einen zylinderförmigen Dauermagneten
17 gegen die ringförmige Schulter 13 gehalten wird, Das obere Ende des Dauermagneten
17 ist durch eine im oberen Ende der Gehäusebohrung stehende Muffe 18 festgelegt,
die auf ihrer Außenfläche eine ringsumlaufende Nut 19 und eine Anzahl Durchbrüche
20 aufweist,
die in Decklage mit der Nut 19 liegen und durch die
Seitenwand der Muffe 18 hindurchgehen. Die -Nut 19 liegt in Decklage mit der Auslaßöffnung
14. Auf deIn oberen Ende der Muffe 18 liegt eine Dichtung 21, die durch einen Teller
22 festgelegt ist, der durch eine in das obere Bunde der Gehäusebohrung eingeschraubte
Muffe 23 nach innen, oder unten, gegen die Dichtung 21 gedrückt wird.
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Ein in Kugelform dargestelltes Ventilelement 25 ist in der amrner
11 senkrecht frei bewegbar, und zwar vom Sitz 12 weg, um die Verbindung zwischen
der Auslaßöffnung 14 und der Kammer 11 herzustellen, und auf den Sitz 12 hin, um
diese Verbindung zu unterbrechen.
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Wenn das Ventilelement 25 in die Nähe des Dauermagneten 17 bewegt
wird, bewirkt dieser, daß das Ventilelement 25 auf seinem Sitz 12 festgehalten und
die Kammer 11 von der Auslaßöffnung 14 getrennt wird.
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Das Ventil wird an einem mit strömfuhigem Brennstoff gespeisten Gerät,
z.B. einem Ofen, angebracht.
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Das Ventil wird normalerweise in der in Fig. 1 gezeigten senkrechten
Stellung angeordnet. !raenn der Ofen hingelegt wird oder umfällt, bewegt sich das
Ventilelement 25 in der Kammer 11 durch Schwerkraft auf den Sitz 12 zu und gerät,
wenn es in die Nähe des Sitzes kommt, unter den wirksamen Einfluß des Dauermagneten
17, der die Kugel sicher gegen den Sitz angedrückt hält und weiteren Durchfluß von
Brennstoff durch das Ventil unterbindet, Die Einlaßöffnung 15 steht mit der Kammer
11 durch eine Anzahl Durchlässe 27 in Verbindung. Nachdem der Ofen oder ein entsprechendes
anderes Gerät hingelegt
worden bzw. umgefallen, das Ventil in Horizontallage
gekommen und das Aufliegen des Ventilelements 25 auf dem Sitz 12 erfolgt ist, kann
das Ventilelement nach Rückstellung des Geräts und des Ventils in die Senkrechtstellung
auf die Bodenwand der laminner 11 zurückgestellt werden. Auf der Bodenwand der Kammer
11 wird vorzugsweise ein Beilag- oder O-Xing 29 angebracht, der das Ventilelement
25 bei Normalbetrieb des Ventils abstützt.
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Es sind Rückstellmitell vorgesehen, um die Ventilkugel 25 aus der
Auflage auf den Sitz 12 und sus der Feld des wirksamen Einflusses des Dauermagneten
17 von Hand zu entfernen. Diese in Fig. 1 dargestellte Rückstelleinrichtung weist
einen in dem Teller 22 verschiebbar angeordneten Schaft 33 mit einem verbreiterten
Kopfteil 35 auf, der im oberen Ende der Muffe 23 verschiebbar angeordnet ist, Zwischen
dem Kopfteil 35 und dem Teller 22 umgibt den Schaft 33 eine schraubenförmige Druckfeder
37, die den Schaft 33 nachgiebig aus dem Gehäuse 10 in die in Fig, 1 vollausgezogen
gezeichnete Stellung drückt. Der Kopfteil 35 des Schafts 33 ist mit einer zylindrischen
Kappe 39 versehen, die über dem oberen Teil der Muffe 23 teleskopartig verschiebbar
ist und als Knopf zum bequemen Einwärtsdrücken des Schaftes 33 dient. Nach unten
erstreckt sich der Schaft 33 durch den Dauermagneten 17 hindurch und endet nahe
dem Sitz 12. Wenn der Schaft 33 abwarts gedriickt wird, trifft ar das Ventilelement
25 und bewegt es aus der Auflage auf dem Sitz 12 heraus nach unten.
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fler Bewegungsbereich des ScLc'%ftes 33 iXt derart, daß die Ventilkugel
25 von Sitz 12 weg nach unten und aus dem wirksamen Einfluß des Dauermagneten 17
heraus bewegt wird, wie bei 40 in gestricheltem Umriss dargestellt.
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In Fig. 1 ist zu sehen, daß die Durchlässe 27 mit der Kammer 11 in
Verbindung stehen an einer Stelle zwischen den Kammerenden, die unterhalb des Ventilelements
25 liegt, wenn dieses durch den Rücketellschaft 33 nach unten bewegt worden ist.
Die Durchmesser der Ventilkugel 25 und der zylindrischen Kammer 11 sind so bemessen,
daß zwischen der Ventilkugel und der Jand der Kammer nur ein geringer Abstand besteht.
Bei normaler Durchflußmenge von den Durchlässen 27 durch das Ventil zur Auslaßöffnung
14 hält dieser Durchfluß die Ventilkugel 25 gegen das Ende des Schiftes 33, und
bei Aufwärtsbewegung des Schaftes 33 geht die Ventilkugel 25 wieder hinauf in Auflage
auf den Sitz 12.
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Infolgedessen kann der Durchfluß durch das Ventil nicht dadurch wiederhergestellt
werden, daß der Rückstellschaft 33 einfach nach innen gedrückt wird, sondern es
ist notwendig, den Verbrauch oder den Zufluß zur Einlaßöffnung 15 abzusperren, um
das Ventilelement 25 zum Boden der Kammer 11 sinken zu lassen, wie bei 43 in gestricheltem
Umriß dargestellt. Um also nach dem Umfallen der Hinlegen des Geräts, an das das
Ventil angeschlossen ist, den Durchfluß durch das Ventil wiederherzustellen, ist
es erforderlich, das Gerät aufzurichten, den Verbrauch oder den Zufluß zum Ventil
abzusperren, und den Schaft 33 nach ihren zu drücken, worauf die Zufuhr für den
Normalbetrieb wiederhergestellt werden Kann.
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Die Dichtung 21 und eine weitere Dichtung 45 verhindern, daß um den
Schaft 33 und dessen Kopfteil 35 herum strömfähiges Medium austritt, wenn das Ventil
sich in Normalbetrieb befindet, Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform
ist das Ventilgehäuse 10 mit einem axial durch seine länge verlaufenden Durchgang
ausgebildet, dessen unteres Ende mit Innengewinde 53 versehen ist, in das die Zuflußleitung
zum Ventil eingeschraubt ist, Über dem mit dem Innengewinde 53 versehenen Ende weist
das Gehause eine Anzahl axial gerichteter, im Kreis angeordneter Nuten 55 auf (Fig.
6), die Stege 57 bilden, die an ihren unteren Enden radial einwr-;rts vorspringen
und Schultern 58 bilden. Diese Steganordnung bildet die Kammer 11, die das kugelförmige
Ventilelement 25 aufnilLmt, Auf den Schultern 58 liegt ein O-Ring 60, der die Ventilkugel
25 trägt, wenn sie in ihrer Normalstellung ist, Der Sitz 12 liegt mit seinem umfangsnahen
Teil auf einer ringförmigen Schulter 61 am oberen Ende der mit Stegen versehenen
Kammer 11. Der Dauermagnet 17 ist in der Gehäusebohrung in Auflage auf dem Ventilsitz
12 angeordnet, Auf dem oberen Ende des Magneten 17 sitzt der Käfig oder die Muffe
18, die Durchlässe 20 aufweist, die mit der Auslaßöffnung 63 in Verbindung stehen,
Der obere Teil des Ventils einschließlich des Rückstellschaftes 33 verkörpert die
gleiche bauliche Anordnung wie in Fig. 1, Zweck der mit Stegen ausgebildeten Kammer
11 ist es, einen größeren Durchfluß durch das Ventil zu errl?;glichen, beispielsweise
wenn ein relativ schwerer flüssiger Brennstoff verwendet wird.
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In Fig, 2 weist das Ventilgehäuse 10 an seinem oberen Ende einen mit
Außengewinde versehenen Sortsatz 70 auf, der zum Anbringen des Ventils an dem Ofen
oder sonstigen Gerat verwendbar ist. Bei dieser Ausführungsform hat die das Ventilelement
25 aufnehmende Kammer 11 die Form einer im Gehäuse befestigten Muffe 71, die zylindrisch
ausgebildet ist, und eine Zwischenteil 72 mit kleinerem durchmesser als der Oberteil
73 und einen Flanschteil 74 am unteren Ende aufweist (siehe Fig, 4), Der Dauermagnet
17 ist im oberen Endteil der Muffe 71 angeordnet, die ausgesenkt ist, um eine ringförmige
Schulter zu schaffen, auf der das untere Ende des magneten aufsitzt.
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Bei dieser Ausführungsform hat der Ventilsitz die Porm eines Rohrstücks
75, das innerhalb des Magneten 17 angeordnet ist und an seinem obere Ende mit einem
seitwärts gerichteten Flansch 77 ausgebildet ist, In Fig. 5 ist das Rohrstück 75
dargestellt in seiner Stellung im Magneten 17, der seinerseits innerhalb der Muffe
71 angeordnet ist, wie Fig. 2 zeigt. Auf dem oberen Ende der mit dem Magneten 17
zusammengebauten Muffe 71 liegt eine Dichtung 78, In das untere Ende des Gehäuses
10 ist ein Stopfen 80 gegen die Muffe 71 eingeschraubt und bewegt den mit dem Ventilsitz
zusammengebauten Magneten gegen die Dichtung 78, die ihrerseits aufwärts gegen die
obere land der Gehäusebohrung bewegt wird. Im Gehäuse ist ein Kanal 83 ausgebildet,
der senkrecht von der Dichtung 78 koaxial mit dem Loch in der Mitte der Dichtung
nach oben >eht und mit einer Auslaßöffnung 84 in Verbindung steht.
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Der schmalere Zwischenteil 72 der Muffe 71 weist einen oder mehrere
Durchbrüche 85 auf, die mit der das Ventilelement 25 aufnehmenden rammer 11 in Verbindung
stehen. Diese Durchbrüche 35 liegen im oberen Teil der Kammer 11 oberhalb des Ventilelements
25, Wenn dieses auf dem Stopfen 80 aufliegt. Die Muffe 71 weist ferner zusätzliche
Durchbrüche 89 auf, die im unteren Teil der Muffe unterhalb der horizontalen mittelebene
der Ventilkugel 25 liegen, wenn diese am Boden der Kammer auf dem Stopfen 80 aufliegt,
wie Fig. 2 in gestricheltem Umriss zeigt. Die Durchbrüche 35 und er sind Einlaßöffnungen,
die das strömfähige Medium v@@ Einlaß 87 in die Kammer 11 leiten.
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Die Durchbrüche 55 sind sc bemessen, daß sie von der Einlaßöffnung
87 her einen Durchfluß vorbestimmter Menge ermöglichen, der zusammen mit der sehr
geringen Menge, die von den Durchbrüchen 89 um aus Kugelventil 25 herum llS.Ch oben
strömt, ausreicht, um die zum normalen Betrieb des Ofens oder sonstigen Geräts,
an das Ventil angeschlossen ist, erforderliche Brennstoffmenge zu liefern.
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Des Gehäuse 10 ist mit einen seitlicnen Vorsprung 90 mit Innengewinde
versehen, das einen Einsatz 91 mit einer axial gerichteten Bohrung aufnimnt, in
der der Rückstellschaft 33 verschiebbar angeordnet ist.
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Zur Verhinderung des Durchleckens um den Rückstellschaft 33 herum
sind entsprechende Dichtungen 93,94 vorgesehen. Der durch eine schraubenförmige
Druckfeder 95 nach außen gedrückte Rückstellschaft 33 ist an seinem äußeren Ende
mit einem Betätigungsknopf 96 versehen.
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Wenn bei dieser Ausführungsform die Ventilkugel 25 durch den Itagneten
17 am unteren Ende des Ventilsitzes 75 festgehalten wird, wie in Fig. 2 vollausgezogen
gezeichnet, wird durch d.ie Einwärtsbewegung des Schaftes 33 die Ventilkugel 25
vom itz 75 eg über eine Strecke nach unten bewegt, die ausreicht, die Ventilkugel
aus dem wirksamen Einfluf;3bereich des Dauermagneten 17 herauszubewegen und sie
auf den Stopfen 80 fallen zu lassen, Der Abstand zwischen der Ventilkugel 25 und
der Seitenwand der Kammer 11 ist so beneesen, daß bei Überschreitung der durch die
Durchbrüche 85 lieferbaren Durchflußmenge das Kugelventil aufwärts in das eld des
jT3'£:neten 17 bewegt und gegen den Sitz 75 angezogen wird. Wenn nämlich die Durchflußmenge
durch das Ventil die durch die Durchbrüche 85 gelieferte. Durchflu(menge überschreitet,
bewirkt der zusätzliche Durchfluß durch die Durchbrüche 89 eine Aufwärtsbewegung
der Ventilkugel 25 gegen den.Sitz 75. Falls also der Schlauch oder die Leitung,
die die Auslaßöffnung 84 des Ventils mit dem Heizgerät verbindet, bricht oder irgendein
anderer Teil defekt wird und die Durchflußmenge auf eine abnorme Höhe steigen läßt,
sperrt das Ventil automatisch den Durchfluß ab, Bei allen beschriebenen Ventilausführungsformen
ist ersichtlich, daß, wenn das Ventil zur Horizontallage hin oder in die Horizontallage
bewegt wird, die Brennstoffzufuhr augenblicklich abgesperrt und nicht wiederhergestellt
wird, bis das Ventil durch Herausbewegen der Ventilkugel 25 aus dem eld des Dauermagneten
17 .zuriickgestellt worden ist.
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Bei der Äusführungsform nach Fig. 1 ist es außerdem erforderlich,
die Brennstoffzufuhr zum Ventil oder dem Abfluß vom Ventil abzusperren, wenn das
Ventil zurückgestellt werden soll. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 schließt
das Ventil bei abnorm hohem Durchfluß durch das Ventil, auch wenn es in aufrechter
Stellung bleibt, Bei der Ausführungsform nach Fig, 2 ist es zur Erzeugung der Bewegung
des Ventilelements 25 in das wirksame Peld des Dauermagneten und zum Ventilsitz
hin nicht erforderlich, daß das Ventil in die Horizontallage gekippt wird. Das Vorhandensein
von Brennstoffdruck gegen die untere Seite der Ventilkugel 25 durch die unteren
Durchbrüche 89 in Verbindung mit dem geringen Abstand zwischen der Ventilkugel 25
und der Wand der Kammer 11 bewirkt, daß, wenn das Ventil einen Stoß erhält, die
Ventilkugel 25 nach oben in das wirksame Feld des Dauermagneten 17 bewegt wird Dies
ist ein wünschenswertes Merkmal, wenn das Ventil in Verbindung mit einem in einem
Fahrzeug, z,B. einem Wohnwagenanhänger, angeordneten, Brennstoff verbrauchenden
Gerat verwendet wird. Wenn das Fahrzeug in einen Zusammenstoß verwickelt wird, das
Ventil aber senkrecht bleibt, schließt es trotzdem, Bs versteht sich, daß diese
Ventile unmittelbar seinem Brennstoffvorratstank anbringbar sind, z.B.
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an einem Petroleumtank, wie er jetzt weitgehend zur Speisung von sowohl
tragbaren als auch festmontierten Heizgeräten mit Bre!lnstoff verwendet wird.