DE20014062U1 - Temperatur-Sicherheitsaktor und Stellantrieb mit solch einem Temperatur-Sicherheitsaktor - Google Patents
Temperatur-Sicherheitsaktor und Stellantrieb mit solch einem Temperatur-SicherheitsaktorInfo
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Description
BOEHMERT & BOEHMERT
ANWALTSSOZIETÄT
Boihmcn & Öoehmcrl ■ P.O.B. 10 71 27-D-2S0'l Utcincn
Deutsches Patent- und Markenamt
Zweibrückenstr. 12
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80297 München
DR.-ING. KARL BOEHMERT, PA (l«OT-l'<73j
DIPL-ING. ALBERTBOEHMERT, PA(IW-ITOi
WILHELM J-H. STAHLBERG, RA. »raren
DR.-ING. WALTER HOORMANN. PA·. Iircmen
DIPL.-PHYS. DR. HEINZ GOUDAR, HA·. München
DR.-ING. ROLAND LIESEGANG. Fa-, Manchen
DIPL-ING. ALBERTBOEHMERT, PA(IW-ITOi
WILHELM J-H. STAHLBERG, RA. »raren
DR.-ING. WALTER HOORMANN. PA·. Iircmen
DIPL.-PHYS. DR. HEINZ GOUDAR, HA·. München
DR.-ING. ROLAND LIESEGANG. Fa-, Manchen
WOLF-DIETER KUNTZE. RA, Uremtn. Alicani.
DIPL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUB ER, PA 1IW)-IVCi
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MICHAELA HUTH-DIERIG. Ra. Mrajhen
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DR. ANDREAS EBERT-WEIDENFELLER, RA, [in.™,
DIPL.-ING. EVA LIESEGANG, PA-. München
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DIPL.-PHYS. DR. STEFAN SCHOHE. PA-. München
DR.-ING. MATTHIAS PHILIPP. PA-, Bielefeld DR. JAN BERND NORDEMANN, LLM., RA. Berlin
PA · PalenUnwnll/Petenl Attorney
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PROF. DR. WILHELM NORDEMANN. RA. MRH1 DIPL.-PHYS. EDUARD BAUMANN, PA-. I Khenkirch.,, DR.-ING. GERALD K1.ÖPSCH, PA-. TWl1Vr DIPL-ING. HANS W. GROENING. HA-. München DiPL-ING. SIEGFRIEDSCHIRMER1Pa-. lii.ler.ld DIPL.-PHYS. LORENZ HANEWINKEL. "A-. p«lert..r» DIPL-ING. DR. JAN TÖNNIES, PA. R,\. K«l DIPL-PHYS. CHRISTIAN BIEHL, &Rgr;&Lgr;-. Kiel MARTIN WIRTZ, RA. l>»»,ld,irr
DR. DETMAR SCHÄFER. RA. Brami DIPL.-PHYS. DR.-ING. UWE MANASSE.PA-.lireron DR. CHRISTIAN CZYCHOWSKI, RA, lieriin DR. CARL-RICHARD HAARMANN. RA. München DIPL.-BIOL. DR. ARMIN K. BOHMANN, PA, München DIPL.-PHYS. DR. THOMAS L. BITTNER, Pv. Berlin
DR. DETMAR SCHÄFER. RA. Brami DIPL.-PHYS. DR.-ING. UWE MANASSE.PA-.lireron DR. CHRISTIAN CZYCHOWSKI, RA, lieriin DR. CARL-RICHARD HAARMANN. RA. München DIPL.-BIOL. DR. ARMIN K. BOHMANN, PA, München DIPL.-PHYS. DR. THOMAS L. BITTNER, Pv. Berlin
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S50011(F) Bremen,
14. August 2000
Samson Aktiengesellschaft
Weismüllerstraße 3 60314 Frankfurt am Main
Temperatur-Sicherheitsaktor und Stellantrieb mit solch einem Temperatur-Sicherheitsaktor
Die Erfindung betrifft einen Temperatur-Sicherheitsaktor mit einer Blähmasse innerhalb einer zwischen zwei mechanischen Begrenzungen angeordneten, teleskopartigen Kolben-Zylinder-Einheit, die sich unter normalen Betriebsbedingungen unterhalb einer bestimmten Grenztemperatur in ihrer eingezogenen Grund-Stellung befindet und sich oberhalb der Grenztemperatur durch Aufblähen der Blähmasse unter Einwirkung des Blähdruckes gegen die mechanischen Begrenzungen in einer ausgefahrenen Sicherheit-Stellung befindet; und einen Stellantrieb mit solch einem Temperatur-Sicherheitsaktor.
■23.88-
Hollerallee 32
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FRANrtFtlRTi EJELCFELD iPOfSP^M iBR^NpH^BURf·- KIElj- PADEReORN - HÖHENKIRCHEN - AL[CANTE
BOEHMERT *'
Blähmassen und deren Herstellung sind beispielsweise aus der US-PS 4,871,694 bekannt, in der auch der Einfluß der Zusammensetzung einer Blähmasse auf ihre mechanischen Eigenschaften ausführlich beschrieben wird.
Ein gattungsgemäßer Temperatur-Sicherheitsaktor ist aus der DE 42 39 580 C2 bekannt. Dabei wird ein Stellantrieb, insbesondere für Regel- und Absperrventile, mit dem Temperatur-Sicherheitsaktor beschrieben, der bei einer den normalen Temperaturbereich überschreitenden Grenztemperatur, insbesondere unter Brandbedingungen, automatisch ein Betätigungselement in seine Sicherheits- beziehungsweise Schließstellung bringt durch Aufblähen der Blähmasse unter Hohlraumbildung, wobei die Blähmasse keramikartig aushärtet und nach Aushärtung gegen äußere Kräfte dauerhaft die Schließstellung sichert. Als Blähmasse wird insbesondere eine Paste, die unter dem Handelsnamen „FOMOX" kommerziell erhältlich ist und üblicherweise dazu benutzt wird, Wanddurchfuhrungen im Feuerfall sicher zu verschließen, vorgeschlagen.
Da jedoch bei dem gattungsgemäßen Temperatur-Sicherheitsaktor je nach Zusammensetzung und Menge der Blähmasse in Undefinierter Menge Blähmasse durch einen Ringspalt zwischen einem Kolben und einem Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit entweicht und sich somit der Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit reduziert, erweisen sich die bekannten Temperatur-Sicherheitsaktoren als ungeeignet zur Sicherstellung hoher Anforderungen an die Reproduzierbarkeit von Stellkräften und Haltekräften.
Eine effektive Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Zylinder des gattungsgemäßen Temperatur-Sicherheitsaktors ist im Stand der Technik bislang unbekannt. Weichdichtende Materialien scheiden beispielsweise für solch eine Abdichtung wegen der geforderten hohen Temperaturen aus. Eng tolerierte Passungen sind einerseits aufwendig zu fertigen und stellen andererseits immer einen Kompromiß zwischen Dichtigkeit und Reibung dar. Weiterhin kann eine enge Passung besonders leicht durch Verschmutzung oder Korrosion die Reibung zwischen dem Zylinder und dem Kolben nachteiligerweise erhöhen. Auch eine Abdichtung über
BOTHWERr&BOEHMfiRT
Kolbenringe sorgt für eine unerwünschte Erhöhung der Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder unter gleichzeitigem Einfluß von Korrosion. Vor allem werden die Kosten für die Bauteile und der Aufwand bei der Montage durch derartige bekannte Abdichtungen unverhältnismäßig erhöht.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Temperatur-Sicherheitsaktoren besteht darin, daß das Halten der Sicherheits-Stellung ein keramikartiges Aushärten der Blähmasse erfordert, damit die Kolben-Zylinder-Einheit sich nicht aufgrund äußerer Kräfte wieder ineinander schiebt. Diese Forderung engt die Auswahl der Blähmasse stark ein. Viele Blähmassen können zwar hohe Drücke erzeugen, aber nur ein Teil davon besitzt eine stabile und feste Struktur nach dem Aushärten. Selbst wenn die Blähmasse prinzipiell gut aushärtet, kann es infolge des Problems des Abblasens durch einen Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder dazu kommen, daß die Restmenge an Blähmasse in der Kolben-Zylinder-Einheit nur ungenügende Festigkeit als Schutz gegen ein Ineinanderschieben bietet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den gattungsgemäßen Temperatur-Sicherheitsaktor derart weiterzuentwickeln, daß er die Nachteile des Stands der Technik überwindet, insbesondere bei Überschreiten einer Grenztemperatur gut reproduzierbare Stellkräfte erzeugt, nach Abfall der äußeren Temperatur dauerhaft äußeren Kräften definierter Größe standhält und den Einsatz verschiedener Blähmassen erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolben-Zylinder-Einheit einen Zylinder mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende, einen im wesentlichen zylinderförmigen Kolben mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende und eine im wesentlichen zylinderförmige Hülse mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende umfaßt, wobei die Hülse aus einem duktilen Material ausgeformt ist, die Hülse mit ihrem offenen Ende in das offene Ende des Kolbens eingesetzt ist, der Kolben mit seinem offenen
Ende in das offene Ende des Zylinders eingesetzt ist, der Zylinder und der Kolben von der
Grund-Stellung in die Sicherheits-Stellung bewegbar sind, und in der Sicherheits-Stellung die
Ende in das offene Ende des Zylinders eingesetzt ist, der Zylinder und der Kolben von der
Grund-Stellung in die Sicherheits-Stellung bewegbar sind, und in der Sicherheits-Stellung die
BÖekMERT & boehmerV "
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Blähmasse in der Kolben-Zylinder-Einheit gegenüber ihrer Umgebung über die Hülse im wesentlichen abgedichtet ist.
Dabei ist bevorzugt, daß das duktile Material Buntmetall, insbesondere Messing, umfaßt.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß die Blähmasse eine Mischung aus Wasserglas und Natriumtrisilikat umfaßt.
Ferner wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Kolben und/oder der Zylinder aus Stahl besteht beziehungsweise bestehen.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder, der Kolben und die Hülse im wesentlichen becherförmig ausgebildet sind.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß ferner, daß der Zylinder, der Kolben und die Hülse im wesentlichen die selbe Höhe jeweils zwischen dem entsprechenden offenen und geschlossenen Ende aufweisen.
Ausführungsformen der Erfindung können weiterhin dadurch gekennzeichnet sein, daß der Außendurchmesser des Kolbens geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders ist, und der Außendurchmesser der Hülse geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Kolbens ist, wobei vorzugsweise die Wanddicke der Hülse zwischen 5 % und 30 % der Kolbenwandstärke beträgt.
Ferner wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß der Kolbenrand am offenen Ende des Kolbens sich in Richtung des Zylinders verjüngt und /oder in Richtung der Hülse eine Abrundung aufweist, und/oder der Kolben im Bereich des Kolbenrands eine Phase in Richtung der Hülse aufweist.
Auch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Hülsenumfang im Bereich des ge-
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BÖEHMERT ic BOEHMe'rV '
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schlossenen Endes der Hülse einen abgerundeten Übergang zu dem offenen Ende des Kolbens aufweist.
Ferner werden erfindungsgemäß Ausführungsformen vorgeschlagen, die gekennzeichnet sind durch ein Klebemittel, das oberhalb der Grenztemperatur seine Haftkraft verliert und unterhalb der Grenztemperatur die Kolben-Zylinder-Einheit gegen Vibration und/oder Schläge zur Vermeidung eines Entweichens von Blähmasse sichert.
Auch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Kolben und/oder der Zylinder über zumindest eine Schweißverbindung mit der beziehungsweise den mechanischen Begrenzungen) verbunden ist beziehungsweise sind.
Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß die eine mechanische Begrenzung mit dem Betätigungsglied eines Stellantriebs, insbesondere mit einem Membranteller, verbunden ist, und die andere mechanische Begrenzung ein Gehäuseteil des Stellantriebs darstellt.
Dabei kann ein Energiespeicher zwischen den mechanischen Begrenzungen vorgesehen sein, insbesondere eine Feder umfassend, die vorzugsweise im Fehlerfall eine im wesentlichen verzögerungsfreie Bewegung von der Grund-Stellung in die Sicherheits-Stellung ermöglicht.
Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Stellantrieb, insbesondere für Regel- und Absperrventile, mit einem bei einer den normalen Temperaturbereich überschreitenden Grenztemperatur, insbesondere unter Brandbedingungen, automatisch ein Betätigungselement in eine Sicherheits-Stellung, insbesondere Schließstellung, bringenden erfindungsgemäßen Temperatur-Sicherheitsaktor.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch Einsetzen einer duktilen Hülse in eine Kolben-Zylinder-Einheit gemäß der DE 42 39 580 C2, also durch Anordnung der duktilen, insbesondere becherförmigen Hülse innerhalb eines, in einen insbesondere
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becherfbrmigen Zylinder eingesetzten, insbesondere becherförmigen Kolbens zwischen der Innenwand des Kolbens und einer Blähmasse, wobei das geschlossene Ende der Hülse vom geschlossenen Ende des Kolbens abgewandt ist, das wiederum vom geschlossenen Ende des Zylinders abgewandt ist, ein Temperatur-Sicherheitsaktor geschaffen wird, bei dem eine Verformung der duktilen Hülse durch Einwirkung des Blähdrucks oberhalb einer bestimmten Grenztemperatur aufgrund der dann aufblähenden Blähmasse einerseits die Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Zylinder bewirkt und andererseits verhindert, daß die Kolben-Zylinder-Einheit des Temperatur-Sicherheitsaktors sich nach eventuellem Abfallen des Blähdrucks, aufgrund äußerer Kräfte wieder ineinander schiebt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
Figur 1 eine Schnittansicht eines ersten Temperatur-Sicherheitsaktors nach der Erfindung in seiner Grund-Stellung;
Figur 2 eine Teilvergrößerung aus Figur 1;
Figur 3 eine Schnittansicht eines zweiten Temperatur-Sicherheitsaktors nach der Erfindung in seiner Sicherheits-Stellung; und
Figur 4 eine Schnittansicht eines dritten Temperatur-Sicherheitsaktors nach der Erfindung in seiner Grund-Stellung.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Temperatur-Sicherheitsaktor nach der Erfindung in seiner Grund-Stellung, das heißt unterhalb einer bestimmten Grenztemperatur. Ein Zylinder 1 mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende 11 und ein zylinderartig ausgebildeter Kolben 3 mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende 13 sind dabei längsbeweglich ineinander eingesetzt, wobei die geschlossenen Enden 11, 13 in axialer Richtung entgegengesetzt angeordnet sind. Der Zylinder 1 und der Kolben 3 sind beispielsweise aus Stahl ausgebildet, um hohen Drücken standhalten zu können.
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BOEHMERT '&iacgr; ÖÖEHMERt*
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Innerhalb des Kolbens 3 befindet sich eine duktile, zylinderartig ausgebildete Hülse 5 mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende 15, wobei zwischen dem geschlossenen Ende 13 des Kolbens 3 und dem diesen in axialer Richtung entgegengesetzt angeordneten geschlossenen Ende 15 der Hülse 5 in der Hülse 5 eine Blähmasse 7 angeordnet ist. Die Hülse 5 besteht beispielsweise aus Messing, das besonders kostengünstig ist, und erlaubt eine Längsbewegung des Kolbens 3 relativ zu dem Zylinder 1 bei Ausdehnung der Blähmasse 7. Um einen möglichst hohen Blähdruck beim Aufblähen der Blähmasse 7 erzeugen zu können, ist der von der Hülse 5 und dem Kolben 3 gebildete Innenraum vollständig mit der Blähmasse 7 ausgefüllt. Als Blähmasse 7 eignen sich alle Intumeszensmassen fast beliebiger Konsistenz. Besonders günstig erweisen sich Mischungen aus Wasserglas und Natriumtrisilikat, wobei verschiedene Mischungsverhältnisse und Zusatzstoffe im Stand der Technik bekannt sind und erlauben, die gewünschte Festigkeit und den entstehenden Blähdruck in großen Bereichen anzupassen.
Der Außendurchmesser des Kolbens 3 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 1, und der Außendurchmesser der Hülse 5 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Kolbens 3, so daß der Zylinder 1 und der Kolben 3 teleskopartig ineinander beweglich sind. Die Wanddicke der Hülse 5 liegt vorteilhaft zwischen 5 % bis 30 % der Kolbenwandstärke. Weiterhin weisen der Zylinder 1, der Kolben 3 und die Hülse 5 im wesentlichen dieselbe Höhe zwischen ihren jeweiligen Enden auf, wodurch die gesamte Bauhöhe des Temperatur-Sicherheitsaktors in der Grund-Stellung möglichst gering ist. Der Kolbenrand 17 im Bereich des offenen Endes des Kolbens 3 ist ferner abgerundet, nämlich sich in Richtung des Zylinders verjüngend, ausgebildet.
Der mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 in seinem Aufbau beschriebene Temperatur-Sicherheitsaktor arbeitet wie folgt:
Aus der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Grund-Stellung ist der Temperatur-Sicherheitsaktor durch Ausdehnung der Blähmasse 7 bei Überschreitung der Grenztemperatur
BCte'hMERT·& 6DEHrOfER?
in eine Sicherheits-Stellung unter gleichzeitigem Auseinanderdrücken des Zylinders 1 und des Kolbens 3 durch den Blähdruck treibbar. Ein entsprechender Zustand ist in Figur 3 für einen weiteren erfindungsgemäßen Temperatur-Sicherheitsaktor dargestellt. Der Temperatur-Sicherheitsaktor gemäß Figur 3 unterscheidet sich von dem gemäß der Figuren 1 und 2 lediglich dadurch, daß das geschlossene Ende 15 der Hülse 5 einen abgerundeten Hülsenumfang 19 aufweist, so daß die Hülse 5 ein Tiefziehteil darstellt, was fertigungstechnisch günstig ist. Ferner ist in Figur 3 die Kolben-Zylinder-Einheit zwischen zwei mechanischen Begrenzungen 9a, 9b dargestellt. Gleiche Teile sind in den Figuren 1 bis 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die teleskopartige Bewegung des Temperatur-Sicherheitsaktors aus seiner Grund-Stellung, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, in seine Sicherheits-Stellung, wie in Figur 3 dargestellt, führt aufgrund des Blähdruckes auch zu einem Auseinanderdrücken der mechanischen Begrenzungen 9a, 9b und zu einer Verformung der Hülse 5, die sich aufgrund ihrer duktilen Eigenschaft an die Form des Zylinders 1 und des Kolbens 3 anpaßt, siehe Figur 3. Dabei sorgt der abgerundete Kolbenrand 17 dafür, daß sich die Hülse 5 im Bereich des Kolbenrands 17 gut an den Kolben 3 anlegen kann, unter Vermeidung übergroßer Verformungen der Hülse 5 und somit einer eventuellen Beschädigung der Hülse 5, beispielsweise durch Aufreißen derselben. Aufgrund der Anpassung der Hülse 5 an den Zylinder 1 und den Kolben 3 kann ein kreisförmiger Spalt 21 zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben 3 abgedichtet werden, so daß keine Blähmasse 7 aus dem Temperatur-Sicherheitsaktor entweichen kann. Auch wird durch die anpassungsbedingte Verformung der Hülse 5 ein Zurückgleiten des Kolbens 3 in den Zylinder 1, insbesondere beim Anlegen äußerer Kräfte, weitgehend verhindert.
Figur 4 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Temperatur-Sicherheitsaktor als Bestandteil eines Stellantriebs gemäß der DE 42 39 580 C2 mit einem Membranteller 25 an der einen mechanischen Begrenzung 9a und einer Feder 23 zwischen den beiden mechanischen Begrenzungen 9a und 9b, wobei der Temperatur-Sicherheitsaktor gemäß Figur 4 an sich im wesentlichen dem Temperatur-Sicherheitsaktoren der Figuren 1 und 2 entspricht und daher die gleichen Bezugszeichen für gleiche Teile trägt.
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BOEHMERT*& BOEHiCfERT
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Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 ist im Falle des Temperatur-Sicherheitsaktors gemäß Figur 4 die Einheit aus dem Zylinder 1, dem Kolben 3 und der Hülse 5 über ein Klebemittel 29 in der dargestellten Grund-Stellung gesichert, damit sich die Komponenten des Temperatur-Sicherheitsaktors nicht durch Vibration und/oder Schläge bewegen, wodurch die Gefahr bestände, daß Blähmittel 7 entweichen könnte. Eine Schweißverbindung 27 befestigt ferner den Kolben 3 an dem Membranteller 25 des Stellantriebs, wobei der Membranteller 25 sowohl verhindert, daß der Temperatur-Sicherheitsaktor verkippt, als auch die den Temperatur-Sicherheitsaktor umgebende Feder 23 führt.
Die Aufgabe des Temperatur-Sicherheitsaktors besteht in der Anordnung gemäß Figur 4 darin, die nachlassende Kraft der Feder 23 im Brandfall mindestens zu ersetzen. Oberhalb der Grenztemperatur wird dabei die Haltekraft des Klebemittels 29 vernachlässigbar, und der Zylinder 1 und der Kolben 3 werden unter Kraftentwicklung durch den Blähdruck der Blähmasse 7 teleskopartig auseinander gedrückt. Dabei wird die mechanische Begrenzung 9b in Form einer Gehäuseinnenseite des Stellantriebs von der mechanischen Begrenzung 9b, die mit dem Membranteller 25 verbunden ist, weggedrückt, so daß der Temperatur-Sicherheitsaktor nach Überschreiten der Grenztemperatur einen über eine nicht dargestellte Ventilstange mit dem Membranteller 25 verbundenen Ventilkegel in seine Sicherheits-Stellung drückt. Diese Anwendung ist nützlich, um ein Regelventil im Brandfall in einer nicht dargestellten Sicherheits-Stellung zu halten.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
_ S50011(F)
1 | Zylinder |
3 | Kolben |
5 | Hülse |
7 | Blähmasse |
9a | Obere Begrenzung |
9b | Untere Begrenzung |
11 | Geschlossenes Ende des Zylinders |
13 | Geschlossenes Ende des Kolbens |
15 | Geschlossenes Ende der Hülse |
17 | Kolbenrand |
19 | Hülsenumfang |
21 | Spalt |
23 | Feder |
25 | Membranteller |
27 | Schweißverbindung |
29 | Klebemittel |
Claims (14)
1. Temperatur-Sicherheitsaktor mit einer Blähmasse innerhalb einer zwischen zwei mechanischen Begrenzungen angeordneten, teleskopartigen Kolben-Zylinder-Einheit, die sich unter normalen Betriebsbedingungen unterhalb einer bestimmten Grenztemperatur in ihrer eingezogenen Grund-Stellung befindet und sich oberhalb der Grenztemperatur durch Aufblähen der Blähmasse unter Einwirkung des Blähdruckes gegen die mechanischen Begrenzungen in einer ausgefahrenen Sicherheit-Stellung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kolben-Zylinder-Einheit einen Zylinder (1) mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende (11), einen im wesentlichen zylinderförmigen Kolben (3) mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende (13) und eine im wesentlichen zylinderförmige Hülse (5) mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende (15) umfaßt, wobei die Hülse (5) aus einem duktilen Material ausgeformt ist,
die Hülse (5) mit ihrem offenen Ende in das offene Ende des Kolbens (3) eingesetzt ist,
der Kolben (3) mit seinem offenen Ende in das offene Ende des Zylinders (1) eingesetzt ist,
der Zylinder (1) und der Kolben (3) von der Grund-Stellung in die Sicherheits-Stellung bewegbar sind, und
in der Sicherheits-Stellung die Blähmasse (7) in der Kolben-Zylinder-Einheit gegenüber ihrer Umgebung über die Hülse (5) im wesentlichen abgedichtet ist.
die Kolben-Zylinder-Einheit einen Zylinder (1) mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende (11), einen im wesentlichen zylinderförmigen Kolben (3) mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende (13) und eine im wesentlichen zylinderförmige Hülse (5) mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende (15) umfaßt, wobei die Hülse (5) aus einem duktilen Material ausgeformt ist,
die Hülse (5) mit ihrem offenen Ende in das offene Ende des Kolbens (3) eingesetzt ist,
der Kolben (3) mit seinem offenen Ende in das offene Ende des Zylinders (1) eingesetzt ist,
der Zylinder (1) und der Kolben (3) von der Grund-Stellung in die Sicherheits-Stellung bewegbar sind, und
in der Sicherheits-Stellung die Blähmasse (7) in der Kolben-Zylinder-Einheit gegenüber ihrer Umgebung über die Hülse (5) im wesentlichen abgedichtet ist.
2. Temperatur-Sicherheitsaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das duktile Material Buntmetall, insbesondere Messing, umfaßt.
3. Temperatur-Sicherheitsaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blähmasse (7) eine Mischung aus Wasserglas und Natriumtrisilikat umfaßt.
4. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) und/oder der Zylinder (1) aus Stahl besteht beziehungsweise bestehen.
5. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1), der Kolben (3) und die Hülse (5) im wesentlichen becherförmig ausgebildet sind.
6. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1), der Kolben (3) und die Hülse (S) im wesentlichen die selbe Höhe jeweils zwischen dem entsprechenden offenen und geschlossenen Ende (11, 13, 15) aufweisen.
7. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Kolbens (3) geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders (1) ist, und der Außendurchmesser der Hülse (5) geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Kolbens (3) ist, wobei vorzugsweise die Wanddicke der Hülse (5) zwischen 5% und 30% der Kolbenwandstärke beträgt.
8. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenrand (17) am offenen Ende des Kolbens (3) sich in Richtung des Zylinders (1) verjüngt und /oder in Richtung der Hülse (5) eine Abrundung aufweist, und/oder der Kolben (3) im Bereich des Kolbenrands (17) eine Phase in Richtung der Hülse (5) aufweist.
9. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenumfang (19) im Bereich des geschlossenen Endes (15) der Hülse (5) einen abgerundeten Übergang zu dem offenen Ende des Kolbens (3) aufweist.
10. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Klebemittel (29), das oberhalb der Grenztemperatur seine Haftkraft verliert und unterhalb der Grenztemperatur die Kolben-Zylinder-Einheit gegen Vibration und/oder Schläge zur Vermeidung eines Entweichens von Blähmasse (7) sichert.
11. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) und/oder der Zylinder (1) über zumindest eine Schweißverbindung (27) mit der beziehungsweise den mechanischen Begrenzung(en) (9a, 9b) verbunden ist beziehungsweise sind.
12. Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine mechanische Begrenzung (9a) mit dem Betätigungsglied eines Stellantriebs, insbesondere mit einem Membranteller (25), verbunden ist, und die andere mechanische Begrenzung (9b) ein Gehäuseteil des Stellantriebs darstellt.
13. Temperatur-Sicherheitsaktor nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Energiespeicher zwischen den mechanischen Begrenzungen (9a, 9b), insbesondere umfassend eine Feder (23), die im Fehlerfall eine im wesentlichen verzögerungsfreie Bewegung von der Grund-Stellung in die Sicherheits-Stellung ermöglicht.
14. Stellantrieb, insbesondere für Regel- und Absperrventile, mit einem bei einer den normalen Temperaturbereich überschreitende Grenztemperatur, insbesondere unter Brandbedingungen, automatisch ein Betätigungselement in eine Sicherheits-Stellung, insbesondere Schließ-Stellung, bringenden Temperatur-Sicherheitsaktor nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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