DE19715640C2 - Thermisch auslösbares Sicherheitsventil - Google Patents
Thermisch auslösbares SicherheitsventilInfo
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- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/36—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position
- F16K17/38—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature
- F16K17/383—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves actuated in consequence of extraneous circumstances, e.g. shock, change of position of excessive temperature the valve comprising fusible, softening or meltable elements, e.g. used as link, blocking element, seal, closure plug
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Description
Thermisch auslösbares Sicherheitsventil mit
- - einem Gehäuse, das einen ersten Anschlußstutzen, einen im Winkel zu diesem angeordneten zweiten Anschlußstutzen und einen in Fortsetzung des ersten Anschlußstutzens angeordneten Gehäuseansatz aufweist,
- - einem im Gehäuse angeordneten Ventilelement, das einen Bund mit einer kegelstumpfförmigen Sitzfläche sowie eine mit Durchgangsöffnungen versehene Führungseinrichtung aufweist, welche in den ersten Anschlußstutzen eingreift, und
- - einem vom ersten Anschlußstutzen gebildeten Ven tilsitz, der als zur Sitzfläche des Ventilelements komplementäre kegelstumpfförmige Fläche ausgebildet ist,
- - wobei das Ventilelement in seiner Öffnungsstellung von einer thermisch aufschmelzbaren Arretierung verriegelt und von einer Feder in Richtung auf den Ventilsitz vorgespannt ist.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (GM 77 37 537 U1)
ist der Ventilsitz als scharfkantiger Rand des ersten
Anschlußstutzens ausgebildet. Das Ventilelement sitzt an
einem Schaft, der in einem Deckel geführt ist, welcher den
Gehäuseansatz gehäuseinnenseitig verschließt. Wenn die ther
mische Sicherung ausgelöst wird, wandert das Ventilelement
in Richtung auf den ersten Anschlußstutzen und entfernt sich
dabei zunehmend von der Führung seines Schaftes. Es können
also Verkantungen auftreten, die sich insbesondere deshalb
nachteilig auswirken, weil es zwischen dem Ventilsitz und
der Sitzfläche lediglich zu einer Linienberührung kommt.
Leckagen in der Schließstellung beeinträchtigen den ange
strebten Sicherheitseffekt, zumal wenn man berücksichtigt,
daß Ventile dieser Art vor allen Dingen zum Absperren von
Gasleitungen im Falle eines Brandes vorgesehen sind.
Die US 1,082,708 offenbart ein Sicherheitsventil, bei
dem die in den ersten Anschlußstutzen eingreifende
Führungseinrichtung durch eine Mehrzahl von radialen
Führungsflügeln gebildet ist. Außerdem wird das
Ventilelement über einen Zapfen in einem Gehäusedeckel
geführt. Auf diese Weise soll dafür gesorgt werden, daß die
Sitzfläche des Ventilelements in der Schließstellung exakt
auf den Ventilsitz bewegt wird. Die Führungsflächen in dem
Gehäuse und dem Gehäusedeckel des bekannten Ventils müssen
im zusammengesetzten Zustand des Ventils exakt fluchten.
Ihre Herstellung ist daher technisch aufwendig. Außerdem
birgt die gleichzeitige Führung des Ventilelements in dem
Gahäusedeckel und dem ersten Anschlußstutzen die Gefahr
eines Versagens des Sicherheitsventils. Ist der
Gehäusedeckel fehlerhaft gefertigt oder aufgeschraubt, so
besteht die Gefahr, daß der Zapfen "verkantet" und das
Ventilelement im Brandfall an einem leichtgängigen und
zuverlässigen Schließvorgang hindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zuverläs
sigkeit des Sicherheitsventils zu erhöhen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das thermisch auslösbare
Sicherheitsventil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Gehäuse einstückig ausgebildet ist und, ausgehend vom Gehäuseansatz bis zu dem am ersten Anschluß stutzen ansetzenden Ventilsitz, einen konstanten Innendurchmesser aufweist, und
- - daß die Führungseinrichtung als Flanschscheibe ausgebildet und über einen Abschnitt verminderten Durchmessers mit dem Bund verbunden ist,
- - wobei sowohl die Führungseinrichtung als auch der Bund als Führungselemente mit dem Gehäuse zusammenwirken.
Die komplementären Kegelstumpfflächen des Ventilsitzes
und der Sitzfläche garantieren in der Schließstellung eine
äußerst zuverlässige Abdichtung. Dabei sorgt die Führungs
einrichtung dafür, daß die beiden Kegelstumpfflächen exakt
aufeinandergedrückt werden. Betrachtet man die Schließbewe
gung des Ventilelements, so liegt die Führungseinrichtung
vorne und "zieht" den die Sitzfläche tragenden Bund hinter
sich her. Ein Verkanten des Ventilelements wird also zuver
lässig verhindert. Dabei ist die Gestaltung des Ventils kon
struktiv einfach und fertigungstechnisch günstig.
Zusätzlich zu der in Bewegungsrichtung vorne liegenden
Führungseinrichtung bildet der Bund eine rückwärtige Füh
rungseinrichtung, die den Geradelauf des Ventilelements wei
ter unterstützt. Der vom Gehäuseansatz bis zu dem am ersten
Anschlußstutzen ansetzenden Ventilsitz konstante
Innendurchmesser läßt die Führungsfunktion des Bundes über
der gesamten Länge der Bewegungsstrecke wirksam werden.
Die Flanschscheibe weist vorzugsweise eine Mehrzahl von
Durchgangsöffnungen auf. In der Öffnungsstellung befindet
sich die Flanschscheibe im Querschnitt des ersten
Anschlußstutzens, wobei die Durchgangsöffnungen so
dimensioniert sind, daß ein ausreichender Gasdurchfluß
gewährleistet ist. Zwischen der Flanschscheibe und dem Bund
des Ventilelementes befindet sich der Abschnitt mit
vermindertem Durchmesser, der also zum Gehäuse hin einen
Ringraum frei läßt. Von diesem Ringraum geht der zweite An
schlußstutzen ab. Auch der Ringraum ist so dimensioniert,
daß eine ausreichende Gasmenge zwischen dem ersten und dem
zweiten Anschlußstutzen passieren kann. Dabei kann die Ge
staltung vorteilhafterweise so getroffen werden, daß der Ab
schnitt mit vermindertem Durchmesser über eine kegel
stumpfförmige Verjüngung in die Flanschscheibe übergeht.
Wie bereits erwähnt, gewährleisten die komplementären
Kegelstumpfflächen des Ventilsitzes und der Sitzfläche eine
zuverlässige Abdichtung. Dies gilt insbesondere dann, wenn
diese Kegelstumpfflächen einen selbsthemmenden Kegel bilden.
Es kommt also zu einer Verriegelung der Schließstellung, die
nicht mehr abhängig ist von der Schließkraft der Feder. Dies
ist deshalb besonders vorteilhaft, weil die Schließkraft der
Feder bei zunehmender Temperatur nachläßt. Im Falle des eingangs
genannten bekannten Ventils führt dies zu einer völli
gen Aufhebung der Dichtwirkung, und zwar besonders rasch
dann, wenn das Gas durch den ersten Anschlußstutzen zuströmt
und daher bestrebt ist, das Ventil zu öffnen.
Die Zuverlässigkeit der Dichtwirkung kann in wesent
licher Weiterbildung der Erfindung noch dadurch erhöht wer
den, daß das Ventilelement aus einem Material besteht, des
sen Wärmeausdehnungskoeffizient größer ist als der des Mate
rials des Gehäuses. Für das Gehäuse kommt insbesondere Stahl
und für das Ventilelement Messing in Frage. Die Dichtwirkung
verstärkt sich also mit zunehmender Temperatur, da sich das
Ventilelement zwangsläufig gegen das Gehäuse verspannt.
In Weiterbidung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen,
daß der Gehäuseansatz einen Boden in Form eines Federtellers
aufweist, daß ein Gewindezapfen durch thermisches Schmelzma
terial mit dem Federteller verbunden ist und daß das Ventil
element auf den Gewindezapfen aufgeschraubt ist, wobei die
Feder zwischen dem Ventilelement und dem Federteller ver
spannt ist. Kommt es zu einer thermischen Auslösung des Ven
tils, so gibt das Schmelzmaterial den Gewindezapfen und da
mit das Ventilelement frei. Letzteres wird von der Feder au
genblicklich in die Schließstellung "geschossen". Diese Be
wegung kann durch das Schmelzmaterial in keiner Weise behin
dert werden. Bei der Montage wird der Gewindezapfen zuerst
mit dem Federteller verlötet, und zwar insbesondere unter
Anwendung eines Weichlots. Sodann wird die Feder auf den Ge
windezapfen aufgesteckt, und anschließend wird das Ventil
element aufgeschraubt, wobei die Feder, die sich im Inneren
des Ventilelements befindet, zusammengedrückt wird. Es ent
steht also eine eigenständige Baugruppe, die komplett in das
Gehäuse eingesetzt werden kann. Dabei ist es besonders vor
teilhaft, den Federteller mit dem Gehäuseansatz zu ver
schrauben, wobei der Federteller Bohrungen zur Aufnahme
eines Zapfenschlüssels aufweist, so daß also unerlaubte Ma
nipulationen verhindert werden.
Ist das Sicherheitsventil ausgelöst worden, so kann der
Federteller ohne weiteres abgeschraubt werden. Dies ist mög
lich, da dessen einzige Verbindung mit dem Ventilelement,
nämlich über den Gewindezapfen, durch das Aufschmelzen des
Lotes gelöst worden ist. Nach Entfernen des Federtellers hat
man Zugang zum Ventilelement und kann dieses unter Einsatz
einer entsprechenden Abziehvorrichtung aus dem Gehäuse ent
nehmen. Anschließend ist dann eine Wiederverwendung möglich.
In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge
schlagen, daß der Federteller einen nach außen vorspringen
den, dünnwandigen Topf zur Aufnahme des Zapfenfusses und des
Schmelzmaterials aufweist. Der Topf steht also vom Gehäuse
ab und bildet so zu sagen einen Temperaturfühler. Aufgrund
der Dünnwandigkeit des Topfes wirken sich Temperaturerhöhun
gen ohne Zeitverzögerung auf das Schmelzmaterial aus. Das
Sicherheitsventil spricht also sehr empfindlich auf unzuläs
sige Temperaturerhöhungen an.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit der beiliegenden
Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Axialschnitt durch
ein thermisch auslösbares Sicherheitsventil.
Das Sicherheitsventil weist ein Gehäuse 1 auf, welches
einen ersten Anschlußstutzen 2, einen zweiten Anschlußstut
zen 3 und einen Gehäuseansatz 4 bildet. Innerhalb des Gehäu
ses 1 ist ein Ventilelement 5 angeordnet.
Der erste Anschlußstutzen 2 des Ventilgehäuses 1 bildet
einen kegelstumpfförmigen Ventilsitz 6, dessen halber Öff
nungswinkel α = 2° ist. Gleichermaßen bildet das Ventilele
ment 5 eine kegelstumpfförmige Sitzfläche 7, deren halber
Öffnungswinkel α ebenfalls = 2° ist. Die Sitzfläche 7 ist an
einem Bund 8 des Ventilelements 5 angeordnet.
In Fig. 1 nimmt das Ventilelement 5 seine Öffnungsstel
lung ein. In der Schließstellung liegt die Sitzfläche 7 pas
send auf dem Ventilsitz 6 auf und erzeugt dadurch eine wirk
same und zuverlässige Abdichtung. Die beiden Konusflächen
bilden einen selbsthemmenden Kegel, wobei die Arretierwir
kung noch dadurch unterstützt wird, daß das Ventilelement 5
aus Messing besteht, während das Ventilgehäuse 1 aus Stahl
hergestellt ist. Im Falle eines Brandes verspannt sich daher
das Ventilelement 5 aufgrund seines höheren Wärmeausdeh
nungskoeffizienten gegen das Gehäuse 1.
Das Ventilelement 5 trägt an seinem in Bewegungsrichtung
vorne liegenden Ende eine Führungseinrichtung 9, die in den
ersten Anschlußstutzen 2 eingreift. Die Führungseinrichtung
9 sorgt dafür, daß die beiden gegeneinander abdichtenden
Flächen korrekt aufeinander gelangen. Die Führungseinrich
tung 9 ist als Flanschscheibe ausgebildet und weist eine An
zahl von Durchgangsöffnungen 10 auf, die den Gasfluß durch
den ersten Anschlußstutzen 2 gewährleisten.
Zwischen der Führungseinrichtung 9 und dem Bund 8 er
streckt sich ein Abschnitt 11 von vermindertem Durchmesser.
Dieser geht über einen konischen Abschnitt 12 in die Füh
rungseinrichtung 9 über. Auf der Höhe des zweiten Anschluß
stutzen 3 bildet also das Ventilelement 5 mit dem Gehäuse 1
einen Ringraum, der eine ausreichende Gasströmung zwischen
den beiden Anschlußstutzen 2 und 3 gewährleistet.
In den Gehäuseansatz 4 ist ein Federteller 13 einge
schraubt. Er dient zur Abstützung einer Feder 14, die das
Ventilelement 5 in Richtung auf die Schließstellung vor
spannt. Gehalten wird das Ventilelement 5 in seiner Öff
nungsstellung von einem Gewindezapfen 15, dessen Zapfenfuß
16 mit dem Ventilteller 13 verlötet ist, und zwar unter Zwi
schenschaltung einer Schicht aus Schmelzmaterial 17, die die
eigentliche thermische Sicherung darstellt.
Kommt es zu einem Brand, so schmilzt das Material 17 und
gibt den Gewindezapfen 15 und damit das Ventilelement 5
frei. Letzteres wird von der Feder 14 in die Schließstellung
"geschossen", wobei diese Bewegung durch das Schmelzmaterial
nicht behindert werden kann.
Die Auslösung des Ventils erfolgt sehr sensibel, da die
Verbindung zwischen dem Zapfenfuß 16 und dem Federteller 13
innerhalb eines dünnwandigen Topfes 18 liegt, der die Wärme
unverzüglich dem Schmelzmaterial 17 zuleitet.
Der Federteller 13 ist mit Bohrungen 19 für den Eingriff
eines nicht dargestellten Zapfenschlüssels versehen, so daß
also unerlaubte Manipulationen verhindert werden.
Fig. 1 zeigt, daß das Gehäuse 1 vom Ventilsitz 6 des er
sten Anschlußstutzen 2 bis zum Ende des Gehäuseansatzes 4
rohrförmig mit konstanten Durchmesser ausgebildet ist. Der
Bund 8 des Ventilelementes 5 kann also als zusätzliche Füh
rungseinrichtung dienen, um die Exaktheit der Ventilbewegung
zu steigern.
Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmög
lichkeiten gegeben. So kommen für das Ventilelement und das
Gehäuse auch andere Materialien in Frage, wobei allerdings
vorzugsweise dafür gesorgt werden sollte, daß der Wärmeaus
dehnungskoeffizient des Ventilelements größer als der des
Gehäuses ist. Auch sind andere Anordnungen der Feder denk
bar. Diese kann beispielsweise außen auf dem Ventilelement
sitzen. Ferner kann auch die Verbindung des Ventilelements
mit dem Gehäuse anders gestaltet sein. Allerdings bietet die
dargestellte Anordnung den Vorteil einfacher Montage und
leichter Wiederverwertbarkeit.
Claims (8)
1. Thermisch auslösbares Sicherheitsventil mit
einem Gehäuse (1), das einen ersten Anschlußstutzen (2), einen im Winkel zu diesem angeordneten zweiten An schlußstützen (3) und einen in Fortsetzung des ersten An schlußstutzens (2) angeordneten Gehäuseansatz (4) aufweist,
einem im Gehäuse (1) angeordneten Ventilelement (5), das einen Bund (8) mit einer kegelstumpfförmigen Sitzfläche (7) sowie eine mit Durchgangsöffnungen versehene Führungs einrichtung (9) aufweist, welche in den ersten Anschlußstut zen eingreift, und
einem vom ersten Anschlußstutzen (2) gebildeten Ven tilsitz (6), der als zur Sitzfläche (7) des Ventilelements (5) komplementäre kegelstumpfförmige Fläche ausgebildet ist,
wobei das Ventilelement (5) in seiner Öffnungsstellung von einer thermisch aufschmelzbaren Arretierung verriegelt und von einer Feder (14) in Richtung auf den Ventilsitz (6) vorgespannt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (1) einstückig ausgebildet ist und, ausgehend vom Gehäuseansatz (4) bis zu dem am ersten Anschlußstutzen (2) ansetzenden Ventilsitz (6), einen konstanten Innendurchmesser aufweist, und
daß die Führungseinrichtung (9) als Flanschscheibe ausgebildet und über einen Abschnitt (11) verminderten Durchmessers mit dem Bund (8) verbunden ist,
wobei sowohl die Führungseinrichtung (9) als auch der Bund (8) als Führungselemente mit dem Gehäuse (1) zusammen wirken.
einem Gehäuse (1), das einen ersten Anschlußstutzen (2), einen im Winkel zu diesem angeordneten zweiten An schlußstützen (3) und einen in Fortsetzung des ersten An schlußstutzens (2) angeordneten Gehäuseansatz (4) aufweist,
einem im Gehäuse (1) angeordneten Ventilelement (5), das einen Bund (8) mit einer kegelstumpfförmigen Sitzfläche (7) sowie eine mit Durchgangsöffnungen versehene Führungs einrichtung (9) aufweist, welche in den ersten Anschlußstut zen eingreift, und
einem vom ersten Anschlußstutzen (2) gebildeten Ven tilsitz (6), der als zur Sitzfläche (7) des Ventilelements (5) komplementäre kegelstumpfförmige Fläche ausgebildet ist,
wobei das Ventilelement (5) in seiner Öffnungsstellung von einer thermisch aufschmelzbaren Arretierung verriegelt und von einer Feder (14) in Richtung auf den Ventilsitz (6) vorgespannt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (1) einstückig ausgebildet ist und, ausgehend vom Gehäuseansatz (4) bis zu dem am ersten Anschlußstutzen (2) ansetzenden Ventilsitz (6), einen konstanten Innendurchmesser aufweist, und
daß die Führungseinrichtung (9) als Flanschscheibe ausgebildet und über einen Abschnitt (11) verminderten Durchmessers mit dem Bund (8) verbunden ist,
wobei sowohl die Führungseinrichtung (9) als auch der Bund (8) als Führungselemente mit dem Gehäuse (1) zusammen wirken.
2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die komplementären Kegelstumpfflächen des Ven
tilsitzes (6) und der Sitzfläche (7) einen selbsthemmenden
Kegel bilden.
3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Ventilelement (5) aus einem Material
besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient größer ist als
der des Materials des Gehäuses (1).
4. Sicherheitsventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ventilelement (5) aus Messing und das Ge
häuse (1) aus Stahl besteht.
5. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseansatz (4) einen Bo
den in Form eines Federtellers (13) aufweist, daß ein Gewin
dezapfen (15) durch thermisches Schmelzmaterial (17) mit dem
Federteller (13) verbunden ist und daß das Ventilelement (5)
auf den Gewindezapfen (15) aufgeschraubt ist, wobei die Fe
der (14) zwischen dem Ventilelement (5) und dem Federteller
(13) verspannt ist.
6. Sicherheitsventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feder (14) im Inneren des Ventilelements
(5) angeordnet ist.
7. Sicherheitsventil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Federteller (13) mit dem Gehäuseansatz
(4) verschraubt ist und Bohrungen (19) zur Aufnahme eines
Zapfenschlüssels aufweist.
8. Sicherheitsventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (13) einen nach
außen vorspringenden, dünnwandigen Topf (18) zur Aufnahme
des Zapfenfußes (16) und des Schmelzmaterials (17) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997115640 DE19715640C2 (de) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Thermisch auslösbares Sicherheitsventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997115640 DE19715640C2 (de) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Thermisch auslösbares Sicherheitsventil |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19715640A1 DE19715640A1 (de) | 1998-10-29 |
DE19715640C2 true DE19715640C2 (de) | 2002-09-12 |
Family
ID=7826537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997115640 Expired - Fee Related DE19715640C2 (de) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | Thermisch auslösbares Sicherheitsventil |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19715640C2 (de) |
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---|---|---|---|---|
DE10009803A1 (de) * | 2000-03-01 | 2001-09-13 | Wilhelm Hueselmann | Thermisch auslösende Sicherheitsarmatur |
GB0127969D0 (en) * | 2001-11-22 | 2002-01-16 | Linden Sean | HRV (linden valve) |
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---|---|---|---|---|
US1082708A (en) * | 1913-01-03 | 1913-12-30 | Ottomer Schmachtenberger | Automatically-closing valve. |
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DE8201172U1 (de) * | 1982-01-20 | 1982-06-16 | Armaturenfabrik und Metallgießerei Koch und Müller GmbH, 4250 Bottrop | Absperrarmatur fuer insbesondere gasleitungen |
-
1997
- 1997-04-15 DE DE1997115640 patent/DE19715640C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE19715640A1 (de) | 1998-10-29 |
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