DE2330982C3 - Vorrichtung zum Betätigen einer Nachströmsperre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen einer thermisch gesteuerten Nachströmsperre an trockenen Gebrauchsstellen-Vorlage für Brenngas-Verteilungsleitungen beim Schweißen, Schneiden oder verwandten Arbeitsverfahren mit ein* τη federbelasteten Absperrventil, das den Einlaß für die Brenngaszufuhr im Betriebszustand geöffnet hält und bei einem Nachbrennen nach einem Flammenrückschlag verschließt

Bei Verwendung von Brenngasen beim Schweißen, Schneiden und verwandten Arbeitsverfahren muß durch Sicherheitsmaßnahmen dafür gesorgt werden, daß Deflagrationen oder Detonationen, z. B. durch Flammenrückschläge, nicht in die Brenngas-Verteilungsleitungen, -behälter und -erzeugungsanlagen einlaufen können. Diesem Zweck dienen Sicherheitsvorlagen, die an den Gasentnahmestellen in Brenngas-Verteilungsleitungen eingesetzt und als Gebrauchsstellen-Vorlagen bezeichnet werden.

Trockene Gebrauchsstellen-Voriagen für Brenngase haben zum Verhindern von Flammendurchschlägen eine Flammensperre, zum Verhindern des Rücktritts von Druckluft oder Drucksauerstoff stromaufwärts der Vorlage in die Brenngasleitung ein Gasrücktrittsventil und zum automatischen Absperren der wetteren Brenngaszufuhr bei jedem Ansprechen dieser Absperrautomatik beim sogenannten »Nachbrennen« nach einem Flammenrückschlag, d.h. wenn sich an der Oberfläche der Sintermetall-FIammensperre eine stehende Flamme gebildet hat, eine Nachströmsperre.

Die bekannten Naehströmsperren sind druck- oder temperaturgesteuert. Im ersteren Fall wird ein durch eine Arretierung in Offenstellung gehaltenes federbelastetes Ventil durch die Druckwellen eines auftreffenden Flammenrückschlags geschlossen. Bei temperaturgesteuerten Naehströmsperren wird das Ventil durch einen Kunststoffaden oder durch ein Schmelzlot in

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Offensüillung gehalten· Per Faden oder das Lot schmelzen infolge der starken Erwärmung durch einen Nachbmnd, und das Ventil wird durch Federkraft geschlossen. Der Kunststoffaden reißt in den meisten Fällen auch schon durch die mechanische Beanspruchung des Ventils beim Auftreffen eines Flammenrückschlags,

Diese Art der Auslösung von Nachströmsperren hat den Nachteil daß nach einem Nachbrand die ganze Sicherung ausgebaut und dem Hersteller zur Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft eingeschickt werden muß, denn die Sicherungen sind versiegelt und eine Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft durch den Betreiber ist durch die Zulassung der zuständigen Aufsichtsbehörde strengstens untersagt Ist die Schließfeder gebrochen oder auch nur angebrochen, kann es zu folgenschweren Detonationen, Deflagrationen oder mindestens zu Beeinträchtigungen der Sicherheit kommen.

Es ist eine Sicherheitsvorrichtung in Form eines automatischen Absperrventils bekannt, das eine Gasoder Versorgungsleitung absperrt, wenn in einem Gebäude eine vorbestimmte Temperatur erreicht wird, beispielsweise durch Feuer. Eine schwenkbar gelagerte Ventilklappe ist gegen ein Gewicht durch einen Riegelstift offengehalten, der in eine Bohrung einer Nabe der Schwenkwelle der Ventilklappe eingreift Der Riegelstift ist an einen; U-förmig gebogenen Bimetallstreifen befestigt, der sich bei Erwärmung aufbiegt und den Riegelstift aus seiner Bohrung zieht Dadurch kommt die Ventilklappe frei und wird von dem Gewicht geschlossen.

Bei dieser bekannten Sicherheitsvorrichtung fehlt die selbsttätige Rückstellung. Außerdem ist sie in nur einer ganz bestimmten Stellung wirksam, in der das Gewicht einen Weg in Richtung des Erdmittelpunktes ausführen kann. Vorrichtungen zum Betätigen einer thermisch gesteuerten Nachströmsperre an trockenen Gebrauchsstellen-Vorlagen für Brenngas-Verbindungsleitungen müssen aber in jeder Lage betriebssicher arbeiten, weil sie in die beweglichen Brenngasieitungert in Form von Schläuchen an der Gebrauchsstelle, d.h. unmittelbar hinter dem Brenner eingebaut werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betätigen einer thermisch gesteuerten Nachströmsperre an trockenen Gebrauchsstellen-Vorlagen für Brenngas-Verteilungsleitungen so auszubilden, daß unter Beseitigung der aufgezeigten Nachteile und Mängel des vorstehend geschilderten Standes der Technik mit der Vorrichtung mit Sicherheit ein Zünden des Brenngases stromaufwärts der Sperre infolge Nachbrennens nach einem Flammenrückschlag verhindert wird und nach dem Auslösen der Vorrichtung infoige des Nachbrennens das Absperrventil selbsttätig, d. h. ohne Eingriff von außen, wieder in seine Bereitschaftsstellung zurückbewegt wird.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß das Verschlußteil des Absperrventils von der Ventilfeder in Öffnungsrichtung belastet und mittels eines Thermostaten in Schließstellung bewegbar ist

Der dadurch erzielbare technische Fortschritt beruht auf mehreren Vorteilen. Bei Erreichen einer bestimmten Temperatur innerhalb der Sicherung wird eine Kolbenstange aus dem Thermostaten ausgefahren und ein am Ende der Kolbenstange angebrachtes Verschlußteil in einen Dichtungsring gedrückt. Dadurch wird das Nachströmen von Brenngas unterbunden. Da das Absperrventil von einem Thermostat geschlossen wird,

ist seine Arbeitsweise unabhängig von einer Feder und· deren Versagen infolge Bruch oder Ermüdung,

Puren die Ventilfeder wird nach Abkühlung des Thermostaten die weitere Zufuhr von Brenngas ohne einen Eingriff von außen wieder freigegeben. Dadurch ist eine Demontage der Sicherheits-Vorlage und ihre Einsendung an den Hersteller nicht mehr erforderlich. Ferner wird hierdurch erreicht, daß eine unnötige Lagerhaltung an Sjcherheits-Vorlagen nicht mehr nötig ist und die für den Ein- und Ausbau einer neuen Sicherheits-Vorlage aufgewendete Arbeitszeit eingespart wird. Das ist insbesondere bei Hauptstellen-Vorlagen von Bedeutung, weil hier die Sicherheits-Vorlage vom Benutzer nicht mehr selbst ausgebaut werden kann, sondern eine Rohrleitungsbaufirma damit beauftragt werden muß.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, der wesentliche Bedeutung zukommt, ist der Thermostat über eine Kolbenstange mit dem Absperrventil verbunden.

Dadurch ist es möglich, das Absperrventil unmittelbar durch den Thermostaten zu steuern, d. h. ohne weitere Zwischenglieder, die zu Störungen Anlaß geben und zu zusätzlichen Reibungsverlusten führen können.

Während ein Teil des Thermostaten als ein Ende der Kolbenstange ausgebildet ist, ist deren anderes Ende am Ventilverschlußteil angebracht Außer der Kolbenstange sind dadurch weitere Kraftübertragungsglieder nicht notwendig.

Bei der praktischen Ausführung besteht das Absperrventil aus einem Verschlußteii, das in seiner Schließstellung durch einen Dichtungsring abgedichtet ist Dadurch wird eine einfache und problemlose Absperrwirkung erreicht und die Sicherheit wirksam gesteigert, mit der ein Flammenrückschlag infolge Nachbrennens verhindert wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, das eine Nachströmsperre einer trockenen Gebrauchsstellen-Vorlage abgebrochen im Längsschnitt und gegenüber der praktischen Ausführungsform im größeren Maßstab zeigt

Die Vorrichtung zum Betätigen einer thermisch gesteuerten Nachströmsperre an trockenen Gebrauchsstellen-Vorlagen gemäß der Erfindung ist zusammen mit einer Flammensperre 10 in einem rohrförmigen Gehäuse 12 angeordnet Die Flammensperre 10 besteht aus einem Formkörper 14 aus porösem Sintermetall, vorzugsweise aus gesintertem Chrom-Nickel-Stahl, der die Form eines Hohlzylindeis hat, der mittels einer runden Haltescheibe 16 an seinem einen und einer gleichen, nicht weiter dargestellten Haltescheibe an seinem anderen Ende mittig und in gleichmäßigem Abstand zur Gehäuseinnenwand in das Gehäuse fest eingesetzt ist Die Haltescheibe 16 am einen und die Haltescheibe am anderen Ende des Formkörpers 14 sind über eine Abstandshülse 18 mittels einer Eingangsverschraubung 20 und einer ebenfalls nicht weiter dargestellten Ausgangsverschraubung in dem Gehäuse 12 befestigt

Der Formkörper 12 ist quer zu seiner Achse an zwei Stellen unterbrochen und in mehrere Abschnitte 14a, i4b, 14c unterteilt Zwischen den Abschnitten 14a und 14£> einerseits und den Abschnitten i4b und 14c andererseits ist je ein Bund 22a bzw. 24a einer Führungsscheibe 22 bzw. einer Lagerscheibe 24 eingespannt, die dadurch innerhalb der Flammensperre 10 fest angeordnet sind. Die Haltescheibe 16 ist mit

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mehreren kreisförmig angeordneten Durchgangsbohrungen 16a, die Führungsscheibe 22 mit mehreren kreisförmig angeordneten Durchgangsbohrungen 226 und die Lagerscheibe 24 mit mehreren kreisförmig angeordneten Durchgangsbohrungen 24b für den Durchtritt des Brenngases versehen,

Außerdem haben die Haltescheibe 16 und die Führungsscheibe 22 je eine mittlere Durchgangsbohrung 16b bzw. 22c, in denen eine Kolbenstange 26 verschiebbar geführt ist An dem einen Ende 26a der Kolbenstange 26 ist ein Kolben 28 angebracht, der in eine mittlere Bohrung 20a der Eingangsverschraubung 20 einschiebbar ist und mit dem dort mittels eines Dichtungsringes 206 ein gasdichter Verschluß herstellbar ist Das andere Ende 26b der Kolbenstange 26 taucht in die Füllung 32 eines an sich bekannten Thermostaten 30 ein, dessen Gehäuse 34 in einer mittleren Sackbohrung 24c der Lagerscheibe 24 aufgenommen ist Die offene Stirnseite des Thermostatgehäuses 34 ist unter Zwischenlage einer Dichtungsscheibe 36 mittels einer Kappe 38 verschlossen, die beide mit je einer DurchgangsbCiipmng für die Kolbenstange 26 versehen sind. Eine Rückholfeder 40 ist mit ihrem einen Ende in einer Ausnehmung 42 der Haltescheibe 16 und mit ihrem anderen Ende in eine Ausnehmung 44 eines mit der Kolbenstange 26 fest verbundenen Lagertellers 46 eingelassen.

Die Nachströmsperre arbeitet wie folgt: Beim Schweißen strömt das Brenngas in Pfeilrichtung 48 durch die Eingangsverschraubung 20 in die Nachströmsperre und gelangt durch das Absperrventil 206,28, die Abstandshülse 18 und die Durchgangsbohrungen 16a, 22b, 24b in das Innere des porösen Formkörpers 14, durchströmt ihn, gelangt in das Gehäuse 12 und wird von dort aus zum Brenner geleitet

Bildet sich zwischen Brenner und Flammensperre 10 ein explosives Gemisch, das durch Zündung zu einem Flammenrückschlag führt, so erreicht die Flamme und die Druckwelle des Rückschlags zuerst die Außenseite des porösen Formkörpers 14, in dem die Flammt im allgemeinen gelöscht wird. Es kann aber auch zu einem Nachbrennen kommen, wodurch die Temperatur des Brenngases innerhalb des porösen Formkörpers 14 ansteigt Erreicht diese Temperatur einen bestimmten Wert dehnt sich die Füllung 32 des Thermostaten 30 aus und schiebt die Kolbenstange 26 aus dem Gehäuse 34 des Thermostaten heraus und damit unter Spannen der Rückholfeder 40 den Kolben 28 in den Dichtungsring 20b, wodurch das Nachströmen von Brenngas gesperrt wird.

Ist das Nachbrennen beendet, die Flamme gelöscht, kühlt sich der Thermostat wieder ab und die Kolbenstange 26 mit dem Kolben 28 wird durch die Rückholfeder 40 wieder in den Thermostat eingeschoben Da diö Ansprechtemperatur des Thermostaten von der Zündtemperatur des Brenngases innerhalb des porösen Formkörper* 14 wesentlich abweicht und eher erreicht wird, wird ein Flammendurchschlag infolge Nachbrennens mit Sicherheit verhindert

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es können auch andere Thermostaten, beispielsweise solche mit einem Wärmefühler, Faltenbalg und wä»rmedehnbarer Flüssigkeit verwendet werden. Selbstverständlich ist die Nachströmsperre gemäß der Erfindung nicht nur bei Gebraurhsslellen-Vorlagen, sondern mit entsprechend größeren Abmessungen auch bei Hauptstellen-Vorlagen einsetzbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung ?um Betätigen einer thermisch gesteuerten Nachströmsperre an trockenen GebrmicbssteHen-Vqrlagen für Brenngas-Verteilungsleitungen beim Schweißen, Schneiden oder verwandten Arbeitsverfahren mit einem federbelasteten Absperrventil, das den Einlaß für die Brenngaszufuhr im Betriebszustand geöffnet hält und bei einem Nachbrennen nach einem Flammenrückschlag verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (28) des Absperrventils (206, 28) von der Ventilfeder (40) in Öffnungsrichtung belastet und mittels eines Thermostaten (30) in Schließstellung bewegbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (30) über eine Kolbenstange (26) mit dem Absperrventil (206, 28) verbunden ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Thermostaten (30) als ein Ende dg» Kolbenstange (26) ausgebildet ist, deren anderes Ende am Ventilverschlußteil (28) angebracht ist

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (28) des Absperrventils (206, 28) in seiner Schließstellung durch einen Dichtungsring (20b) abgedichtet ist

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