DE19910215C1

DE19910215C1 - Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen

Info

Publication number: DE19910215C1
Application number: DE1999110215
Authority: DE
Inventors: Friedrich Welcker
Original assignee: Individual
Current assignee: Welcker Inge 58119 Hagen De
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2019-03-10

Abstract

Um ein in die Gasanschlußleitung (1) eingesetztes Absperrorgan (2) bei gefährlichem Gasaustritt zu schließen, ist dessen Verschlußteil mit einem pneumatischen Arbeitszylinder (4) gekoppelt, dessen Betätigungskolben (3) durch den Hilfsdruck einer CO¶2¶-Flüssiggaspatrone (5) und gegen die Kraft einer Schließfeder (6) in der Offenstellung des Absperrorgans (2) gehalten wird, wobei im Störfall ein den Betätigungskolben (3) entlastendes Entlüftungsventil (8) elektronisch über den Abfall seines Haltemagneten (9) von einem Gassensor (10) ausgelöst wird und das Absperrorgan (2) sicher schließt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen mit einem in der Gasanschlußleitung ange ordneten und auf einen fehlerhaften Gasaustritt ansprechenden Gasabsperrorgan. Dabei erstreckt sich eine Überwachung des zu sichernden Rohrleitungsnetzes auf die Feststellung von Undich tigkeiten durch Fremdeinwirkung oder Korrosion mit Hilfe ge sondert in den Überwachungsbereich einbezogener Gassensoren.

Für den gleichen Zweck ist beispielsweise in der DE 196 51 012 A1 eine Vorrichtung zum automatischen Ver schließen von Gasleitungen beschrieben, die aus einem vermit tels eines Gassensors fernzubetätigenden Motorventil besteht, dessen Antriebsorgan alternativ von einem batteriegespeisten Getriebemotor oder von einem Explosionsgetriebe dargestellt wird, wobei letzteres das Gasventil im Störfall durch eine Aktivierung mehrerer CO₂-Kartuschen schließt.

Des weiteren ist aus der Patentschrift DE 43 16 584 C1 eine Arma tur zum Absperren von Gasversorgungsleitungen bekannt, bei der ein pneumatisch gegen die Kraft einer Ventilfeder zu öffnendes und in seiner Offenstellung verrastendes Gasventil durch einen ferngesteuerten Auslösemagneten mechanisch entklinkt und ge schlossen werden kann.

Dabei benötigen die bekannten Vorrichtungen zu ihrer Funktion jeweils eine besonders bereitzustellende Energieversorgung, um das betreffende Gasventil entweder motorisch aus seiner Offen stellung in den Sperrzustand zu fahren, oder aber, um eine zu vor extern bewirkte Verrastung für das Schließen des Gasventils elektromechanisch zu entklinken. Insofern fehlt diesen Vorrich tungen aufgrund potentieller Fehlermöglichkeiten die angesichts der vorhandenen Gefährdung unerläßliche Eigensicherheit.

In Anbetracht dessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein an geeigneter Stelle in die Rohranschlußleitung eingesetz tes Gasabsperrorgan bei einem defektbedingten Gasaustritt in nerhalb des vorgesehenen Überwachungsbereichs aus seinem nor malen Betriebszustand augenblicklich in den Sperrzustand zu versetzen und zudem die gesamte Einrichtung eigensicher auszu bilden.

Zur Lösung dieser Aufgabe bildet die Erfindung eine Sicherungs einrichtung für Gasanwendungsanlagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend aus, daß an einem in die Gasan schlußleitung eingeschleiften Gasabsperrorgan außenseitig ein pneumatischer Arbeitszylinder angeordnet ist, dessen Betäti gungskolben mit dem Verschlußteil des Gasabsperrorgans mecha nisch gekoppelt ist. Dieser Betätigungskolben wird durch den Druck einer auf den Arbeitszylinder wirkenden Flüssiggaspatrone gegen die Kraft einer Schließfeder in einer der Offenstellung des Gasabsperrorgans entsprechenden Stellung gehalten. Dabei bewirkt ein dem Arbeitszylinder beigeordnetes und durch einen auf fehlerhaften Gasaustritt im Überwachungsbereich anspre chenden Gassensor elektronisch gesteuertes Entlüftungsventil eine Entlastung des Betätigungskolbens und infolge dessen den Wechsel des Gasabsperrorgans in seine Verschlußstellung.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind aus den nachgeordneten Unteransprüchen 2 bis 5 ersichtlich.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 2 stellt sich das in die An schlußleitung eingesetzte Gasabsperrorgan als Rohrleitungs schalter in Form eines Hahns, einer Klappe, eines Schiebers oder eines Ventils dar, dessen jeweiliger Stellvorgang durch ein mechanisches Getriebe der definierten Linearbewegung des Betätigungskolbens innerhalb des pneumatischen Arbeitszylin ders angepaßt wird.

Bei dem Entlüftungsventil für den Arbeitszylinder und für die Flüssiggaspatrone handelt es sich nach den Merkmalen des An spruchs 3 um ein zunächst manuell gegen den im Überwachungs system vorhandenen Leitungsdruck in seine Sperrstellung ver stellbares Ventil, das durch einen nach dem Ruhestromprinzip fungierenden Elektromagneten in dieser Position gehalten wird. Dementsprechend bewirkt dessen Abschaltung durch den im je weiligen Überwachungsbereich eingesetzten Gassensor mit dem Öffnen des Entlüftungsventils die Entlastung des Betätigungs kolbens innerhalb des Arbeitszylinders in der Wirkung auf das mit dem Kolben gekoppelte Gasabsperrorgan.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 4 ist zur erstmaligen und da nach zur wiederholbaren Inbetriebnahme der Sicherungseinrich tung im Anschluß an das durch einen Störfall erforderlich ge wordene Auswechseln der entladenen Flüssiggaspatrone eine kom binierte Einschaltmechanik vorgesehen. Dieselbe ist beispiels weise als eine hebelartig und verschwenkbar an dem für eine Aufnahme der verschiedenen Funktionselemente der Sicherungs einrichtung angelegten Gehäuse gelagerte Betätigungshandhabe ausgebildet. Mit dieser lassen sich nacheinander zunächst die Stromversorgung für den aus Gassensor und Haltemagnet beste henden Überwachungsstromkreis einschalten, danach das von dem erregten Haltemagneten bediente Entlüftungsventil in seine Schließstellung bewegen, und letztlich die den Arbeitszylin der pneumatisch in die entsprechende Offenstellung des eigent lichen Gasabsperrorgans transportierende Flüssiggaspatrone durch abgedichtetes Eindrücken in die an deren Halterung vor handene Anschlußvorkehrung aktivieren. Dabei be wirken etwaige Bedienungsfehler und unerlaubte Manipulationen, Defekte einzelner Funktionselemente oder auch Alterungser scheinungen, stets eine Sperrung der gefährdenden Gaszufuhr und gewährleisten somit die unbedingte Eigensicherheit der Gesamteinrichtung.

Zur Auslösung der Sicherungseinrichtung in einem Störfall ist der auf das Vorhandensein von Gas im Überwachungsbereich rea gierende Gassensor nach den Merkmalen des Anspruchs 5 mit einem elektrischen Umschaltkontakt ausgerüstet, durch den die Strom versorgung des Haltemagneten für das Entlüftungsventil explo sionssicher unterbrochen und an Stelle dessen ein optisches oder akustisches Warnsignal eingeschaltet wird. Auf diese Weise bewirkt das den Arbeitszylinder von dem Druck der Flüssiggas patrone entlastende Entlüftungsventil unter Federkraft auto matisch den sicheren Schließvorgang des Gasabsperrorgans.

In der anliegenden Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen schematisch dargestellt und im folgenden nach Aufbau und Funk tion näher beschrieben.

Wie aus der Blockdarstellung ersichtlich, ist das in die An schlußleitung 1 eingeschleifte Gasabsperrorgan 2 hierin als Absperrklappe ausgebildet, deren Verschlußteil über ein nach außen reichendes Gestänge mechanisch mit dem Betätigungskol ben 3 eines pneumatischen Arbeitszylinders 4 gekoppelt ist, welcher seinerseits fest oder nachrüstbar im Bereich des Gas absperrorgans 2 auf der Anschlußleitung 1 angeordnet ist. Da bei wird der Betätigungskolben 3 durch den Druck des in den Arbeitszylinder 4 eingeleiteten Inhalts einer CO₂-Patrone 5 gegen die Kraft der Schließfeder 6 in die mit der Offenstellung des Gasabsperrorgans 2 korrespondierende Position gebracht und bei ungefährdetem Betrieb permanent in derselben gehalten. Hierzu wird die bei Bedarf auswechselbare CO₂-Patrone 5 von Hand in die dafür gehäuseseitig vorgesehene Halterung einge setzt und im Verlauf einer Inbetriebnahme der Sicherungsein richtung aktivierend wie abdichtend auf die vorhandene An schlußvorkehrung 7 gepreßt.

Zur Auslösung der Sicherungseinrichtung in einem Störfall ver fügt der Arbeitszylinder 4 an sich selbst bzw. innerhalb seiner Zufuhrleitung über ein Entlüftungsventil 8, durch welches der vorhandene Druck schlagartig aufgehoben und das Gasabsperr organ 2 vermittels der Rückstellkraft einer von dem Arbeits zylinder 4 beinhalteten Schließfeder 6 in die Sperrstellung gebracht wird. Zu diesem Zweck ist das Entlüftungsventil 8 mit einem elektrisch betätigten Haltemagneten 9 ausgestattet, von welchem es in erregtem Zustand geschlossen gehalten wird. Wenn dann der an geeigneter Stelle im Überwachungsbereich ange brachte und auf gefährlichen Gasaustritt reagierende Gassensor 10 unter simultaner Einschaltung eines optischen oder akusti schen Warnsignals 11 den vorzugsweise aus dem Wechselstromnetz gespeisten Überwachungsstromkreis öffnet, fällt der Haltemagnet 9 ab, öffnet das Entlüftungsventil 8 und bringt damit die Si cherungseinrichtung unter Verschluß der Gasanschlußleitung 1 in den Sperrzustand.

Zur Inbetriebnahme der vorstehend in ihrer Funktion erläuterten Sicherungseinrichtung ist z. B. an einem gemeinsamen Gehäuse für den Arbeitszylinder 4, die CO₂-Patrone 5 und das Entlüf tungsventil 8 mit seinem Haltemagneten 9 eine kombinierte Be tätigungshandhabe 12 beweglich gelagert, mit der sich nach dem Einsetzen der CO₂-Patrone 5 in die dafür vorgesehene Halterung zunächst a) der beschriebene Überwachungsstromkreis an das rauminstallierte Wechselstromnetz legen und daran anschlie ßend b) der Haltemagnet 9 für das Entlüftungsventil 8 in des sen Sperrstellung verlagern läßt, wonach zuletzt c) die CO₂- Patrone 5 aktivierend auf ihre Anschlußvorkehrung 7 gepreßt und damit die gesamte Sicherungseinrichtung in Betrieb ge nommen wird. Danach verrastet die gemeinsame Betätigungshand habe 12 vermittels einer Verriegelung 13 an dem Gehäuse und hält die Sicherungseinrichtung bis zu einem erforderlichen Wechsel einer verbrauchten CO₂-Patrone 5 nach einem gemel deten sowie sachkundig behobenen Störfall zuverlässig und in sich eigensicher einsatzbereit.

Um dabei außerdem nicht in der Überwachungsphase auf einen eventuellen Ausfall der Netzstromversorgung mit einer Fehl auslösung der Sicherungseinrichtung zu reagieren, wird der betreffende Überwachungsstromkreis bei Netzausfall selbst tätig z. B. auf einen kleinen NC-Sammler als Hilfsstromquelle umgeschaltet, welcher sich seinerseits nach Wegfall der Stö rung ebenso selbsttätig aus dem Netz wieder auflädt.

Claims

1. Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen mit einem auf fehlerhaften Gasaustritt ansprechenden Absperrorgan (2) in der Anschlußleitung (1), gekennzeichnet durch einen an dem Gasabsperrorgan (2) angeordneten Arbeitszylinder (4), dessen Betätigungskolben (3) mit einem Verschlußteil des Gasabsperrorgans (2) mechanisch gekoppelt ist und durch den Druck einer auf den Arbeitszylinder (4) wirkenden Flüssig gaspatrone (5) gegen die Kraft einer Schließfeder (6) in der Offenstellung des Gasabsperrorgans (2) gehalten wird, wobei ein den Betätigungskolben (3) entlastendes Entlüf tungsventil (8) an dem Arbeitszylinder (4) elektrisch mit tels eines im Überwachungsbereich angeordneten Gassensors (10) gesteuert wird.

2. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein die lineare Bewegung des Betätigungskolbens (3) auf Seiten des Arbeitszylinders (4) in einen korrespondierenden Stellvorgang für das Gasabsperrorgan (2) als Hahn, Klappe, Schieber oder Ventil umwandelndes Getriebe.

3. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mechanisch gegen den vorhandenen Betätigungsdruck in seine Sperrstellung transportierbares und in dieser Position elektrisch durch einen Elektromagneten (9) gehaltenes Ent lüftungsventil (8).

4. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, gekennzeich net durch eine kombinierte Einschaltmechanik (12), mittels welcher in zeitlicher Aufeinanderfolge a) die Stromversor gung für den Überwachungsstromkreis bereitgestellt, b) das Entlüftungsventil (8) in seine Schließstellung bewegt, und c) die Flüssiggaspatrone (5) an ihrer Anschlußvorkehrung (7) aktiviert wird.

5. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 4, gekenn zeichnet durch einen Gassensor (10) mit einem Umschalt kontakt zur explosionssicheren Abschaltung des Elektro- (halte-)magneten (9) für das Entlüftungsventil (8) und zur simultanen Einschaltung eines optischen und/oder aku stischen Warnsignals (11).