DE2623587A1

DE2623587A1 - Schnell oeffnende druckgasarmatur, insbesondere fuer behaelter von co tief 2 oder halon-feuerloeschanlagen

Info

Publication number: DE2623587A1
Application number: DE19762623587
Authority: DE
Inventors: Peter Albert
Original assignee: ALBERT GEB
Current assignee: ALBERT GEB
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1977-12-01

Description

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Abholfach

25. Mai 1976

Gebr. Albert, 5750 Menden/Sauerland, Walramstraße 7

"Schnell öffnende Druckgasarmatur, insbesondere für Behälter von COp oder Halon-Feuerlöschanlagen"

Die Erfindung betrifft eine schnell öffnende Druckgasarmatur, insbesondere für Behälter von COp oder Halon-Feuerlöschanlagen, bei denen die auf den Behältern angebrachten Armaturen gemeinsam geöffnet werden, mit einem Ventil, dessen Teller einen Sitz freigibt oder abschließt und mit einer Fernauslöseeinrichtung zum Sperren des Tellers bei abgeschlossenem Ventilsitz und zu seiner Freigabe beim Öffnen der Armatur und beim Befüllen des Behälters.

. Feuerlöschanlagen der Art des vorzugsweisen Anwendungsgebietes der Erfindung können z.B. in Lackierräumen mit COp betrieben werden, während das unter dem Namen Halon bekannte Löschgas hauptsächlich für EDV-Anlagen Verwendung findet, mit denen es verträglich ist. Häufig tritt das" Gas aus hängenden Düsen

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aus, welche mit den Behältern der Anlage beschickt werden. Die auf ihren Behälter sitzende Armatur gewährleistet das ordnungsgemäße Arbeiten einer solchen Anlage. Dazu gehört deren dauernde Betriebsbereitschaft und das Wiederfüllen der Behälter, sobald die Anlage entleert worden ist. Die Fernauslöseeinrichtung macht eine zentrale Steuerung des Löschvorgangs möglich und dient dazu, alle Behälter möglichst vollständig zu öffnen, sobald ein Brand ausgebrochen ist.

Die eingangs mit ihren Hauptmerkmalen wiedergegebene Armatur ist bereits bekannt. Der Schaft des Ventiltellers läuft in einer in das Ventilgehäuse eingeschraubten Büchse. In dieser sind Tellerfedern untergebracht, welche das obere Ende des Ventilschaftes umgeben, auf der eine Scheibe befestigt ist, die auf die Feder wirkt. Die Ventilspindel wird mit Hilfe eines Kniehebels auf ihren Sitz gepreßt, wobei gleichzeitig die Federn gespannt werden. Die Kniehebel mehrerer Druckgasarmaturen dieser Art können durch ein Gestänge verbunden sein, das die Fernauslösung ermöglicht.

Durch die vorbekannte Konstruktion wird eine Hauptforderung an derartige Druckgasarmaturen erfüllt. Bei kurzem Ventilhub läßt sich ein großer Querschnitt freigeben, was mit erheblicher Geschwindigkeit infolge der federnden Vorspannung des Ventiltellers und der an der Druckseite des Ventilsitzes anstehenden großen Kraft erfolgt. Im allgemeinen verlangt man, daß die Behälter nicht mehr als 20 Sekunden entleert

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sein müssen, wenn die Fernausloseeinrichtung angesprochen hat. Diese Forderung kann auf mechanischem Wege offensichtlich nur schwer erfüllt werden, wenn man den Querschnitt vergrößert, durch den das Druckgas ausströmt.

Allerdings hat die bekannte Armatur auch noch andere Nachteile. Einer ihrer schwerwiegendsten ist die Schwierigkeit beim Einstellen der Armatur auf denjenigen Widerstand, der durch die Fernausloseeinrichtung überwunden werden muß, um das Ventil zu öffnen. Diese Öffnungskraft muß sehr genau, z.B. auf 8 kp einstellbar sein. Die Schwierigkeit ergibt sich aus der Natur des Kniehebels. Hierauf beruht auch ein gewisser Nachteil beim Befüllen der Behälter. Denn nach Erreichen des Enddruckes im Behälter muß der Kniehebel der Armatur von Hand geschlossen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Armatur der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welche einerseits die geforderte kurzfristige Entleerung des Gasbehälters gewährleistet, andererseits aber ohne Schwierigkeiten auf eine vorgegebene Öffnungskraft eingestellt werden kann, wobei die weitere Ausbildung der Erfindung die Voraussetzungen für einen wenigstens halbautomatischen Befüllvorgang des Behälters geschaffen werden sollen.

.Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ventilteller mit wenigstens einem Kolben verbunden ist, der in einem Zylinder abgedichtet ist, und daß ein Kanal den Ventilteller sowie den Kolben der Druckseite des Ventilsitzes bis zum Zylinderinnenraum durchsetzt, welcher mit einem Absperrorgan.verschlossen ist, das mit der Fernausloseeinrichtung zu betätigen ist.

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Diese Armatur wird hauptsächlich pneumatisch betätigt, indem der Druck aus dem Behälter mit Hilfe des Kanals entnommen wird und im Zylinderinnenraum ansteht. Das Absperrorgan, das als Ventil oder als Berstscheibe, die diesen Druck zwar aushält, aber durch die Fernlöseeinrichtung zerstört wird, verwirklicht werden kann, läßt bei Betätigung den Druck im Zylinderinnenraum zusammenbrechen. Infolge der Drosselwirkung des Kanals und des deswegen entlasteten Kolbens springt der Ventilteller von seinem Sitz ab und gibt diesen frei. Der Schließdruck kann ebenfalls pneumatisch dadurch aufgebracht werden, daß der

Kolben einen größeren mit dem Druckgas beaufschlagten Querschnitt als der Ventilteller aufweist; er läßt sich aber auch dadurch aufbringen, daß der Kolben in Schließrichtung des Ventiltellers mit einer Feder belastet ist.

Die Vorteile, die sich durch die Armatur erzielen lassen, beruhen einerseits darauf, daß der Behälterinnendruck stets in Schließdruck des Ventiles und zwar im Zylinder wirkt. Dadurch ist es möglich, die vom Ventilsitz umgebene Bohrung beliebig zu vergrößern, ohne daß Schwierigkeiten beim Aufbringen der erforderlichen Schließkräfte entstehen. U.a. ist dadurch die Möglichkeit gegeben, Großbehälter mit entsprechend erweiterten Bohrungen (ca. 20 mm) einzusetzen.

Dadurch, daß am Ende der Fernauslösung ein Absperrorgan,ζ;B. eine Berstscheibe, vorgesehen ist, wird die Armatur schlagartig betätigt mit der Folge, daß der volle Ventilquerschnitt sofort ausgenutzt werden kann. Andererseits können Berstscheiben sehr genau dimensioniert werden. Die eingangs erläuterte Öffnungskraft ist daher ohne weiteres wählbar und absolut konstant. Berstscheiben haben überdies den Vorteil, daß der Betätigungsweg sehr gering ist.

Wird ein Steuerventil benutzt, so können gewisse Schwierigkeiten insbesondere beim Bereithalten der Berstscheibe ver-.

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hindert werden, der sich Ventile nach ihrer Betätigung wieder schließen lassen und nicht wie Berstscheiben ersetzt werden müssen.

Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Druckgasarmatur der Kanal zylinderseitig mit einem Sitz umgeben, welcher" für einen Teller eines Servoventils"bestimmt ist, das zum Abfüllen und zur Herstellung der Betriebsbereitschaft des Hauptventiles dient.

Wenn nämlich bei dieser Ausbildung der erfindungsgemäßen Druckgasarmatur der Zylinderinnenraum entleert ist, wird gleichzeitig der Kanal verschlossen, so daß sich der entleerte Gasbehälter wieder füllen läßt. Gibt man durch Betätigung des Servoventils den Sitz vom Ventilteiler ab, so strömt das Füllgas auch durch den Kanal und drückt über den Kolben das Hauptventil auf seinen Sitz. Man braucht also lediglich am Ende des Befüllvorganges das Servoventil zu betätigen, um die Armatur automatisch zu schließen.

Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen

Fig. 1 in Seitenansicht und im Längsschnitt eine schnell öffnende Druckgasarmatur gemäß der Erfindung, wobei die nicht unmittelbar mit der Armatur verbundenen Teile der Fernauslöseeinrichtung ebenso wie der 'Gasbehälter fortgelassen worden sind,

Fig. 2 in der Fig. 1 entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 in den Fig. 1 und 2 entsprechender Darstellung eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende Teile. Das Prinzip der Erfindung wird anhand der Ausführungsform nach Fig. 1 erläutert.

Die wiedergegebene und allgemein mit 1 bezeichnete Armatur weist ein Gehäuse auf, das einen mit Außengewinde 2 versehenen Stutzen 3 besitzt, welcher in die Öffnungen des nicht dargestellten Gasbehälters eingeschraubt wird. Der Stutzen 3 hat einen Kanal 4, in den der Innendruck des Gasbehälters ansteht und der von einem außen kegelstumpfförmig ausgebildeten Sitz 5 umgeben ist. Unterhalb des Sitzes 5 verläuft eine radiale Bohrung 6 für ein allgemein mit 7 bezeichnetes Sicherheitsventil, das wegen des hohen Betriebsdruckes innerhalb des Behälters erforderlich ist. Dieser kann z.B. 250 bar betragen. Oberhalb des Sitzes 5 verläuft ein Kanal 8 in einem ebenfalls mit Außengewinde 9 versehenen Stutzen 10. Durch diesen Kanal strömt das Druckgas ab, sobald das allgemein mit 11 bezeichnete Hauptventil der Armatur 1 geöffnet worden ist.

Zu diesem Hauptventil gehört ein mit einer Dichtung 12 versehener Ventilteller 13, der einen Schaft 14 besitzt. Auf dem Schaft 14 sitzt ein erster, größer als die mit Druck beaufschlagte Fläche des Ventiltellers 13 gewählter Kolben 15 mit einer Rohringdichtung 16,welche an der Wand eines Vorzylinders 17 abdichtet.

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An den Kolben 15 schließt sich ein weiterer Schaftabschnitt 20 an. Dieser endet an einem Hauptkolben 21, der mit einer O-Ringdichtung 22 an der Innenseite eines Hauptzylinders 23 abdichtet. Vom Hauptzylinder 23-/geht eine Radialbohrung 24 ab, die mit Hilfe einer Berstscheibe 25 verschlossen ist.

Die Berstscheibe sitzt im Inneren eines Stutzens 26 mit Innengewinde, in den eine Büchse 27 eingeschraubt ist. Die Büchse 27 nimmt eine Schraubenfeder 28 auf, welche ihrerseits einen Bolzen 29 umgibt. Der Bolzen ist auf einem Abschnitt 30 eines allgemein mit 31 bezeichneten Hebels befestigt. Dieser Abschnitt liegt zwischen zwei konvergierenden Abschnitten 32 bzw. 33 des Hebels 31, der am Ende des Abschnittes 32 in einem Gelenk 34 sitzt, dessen gabelförmige Buchse 36 einstückig in dem Gehäuse der Armatur 1 ausgebildet ist. Der Pfeil 37 am Ende 38 des Hebels gibt an, wie der Hebel betätigt werden muß, um die Berstscheibe 25 einzuschlagen.

Der Ventilteller 13 sowie der Vorkolben 15 und der Hauptkolben 21 werden von einem Kanal durchsetzt, welcher daher die Druckseite - Kanal 4 - des Ventiles 11 mit dem Innenraum des Hauptzylinders 23 verbindet. Der Kanal wird von einer relativ großen Bohrung 40 und einer daran anschließenden relativ / innenbohrung 41 gebildet. Dadurch entsteht am Kanal 41 eine gewollte Drosselwirkung.

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Der Abschnitt 41 des Kanals ist zylinderseitig von ; einem kegelstumpfförmigen Sitz 43 umgeben. Der Sitz

• 43 ist der eine Teil eines allgemein mit 44 bezeichneten Servoventils, dessen Ventilteller bei 45 ge-

[ zeichnet ist und eine Dichtung 46 aufweist. Der Schaft 47 des Servoventils 44 weist eine O-Ring-

: dichtung 48 auf und tragt ein Handrad 42. ßer obere Teil des Schaftes ist als Spindel bei 49 ausgebildet,

! so daß der Teller 45 vom Sitz 43 willkürlich abgehoben werden kann.

Eine radial mehrfach durchbohrte Büchse 50 stützt

ι sich auf der Oberseite des Hauptkolbens 21 ab und

• -sorgt dafür, daß ein konstanter Abstand zwischen dem ' Hauptkolben 21 und der Stirnseite 52 der Büchse 53

eingehalten wird, in der sich die Spindel 49 des ι Servoventils dreht. Die Bohrungen sorgen ihrerseits dafür, daß stets eine Verbindung vom Innenraum des Hauptzylinders 23 zur Berstscheibe 25 bzw. zum Stutzen 26'obestehen bleibt.

Die Funktion der Armatur ist folgende:

Die Armatur ist in Fig. 1 geschlossen wiedergegeben. Sie steht unter dem vollen Druck des Gases, das in der Bohrung 4 des Stutzens 3 ansteht. Infolge der Öffnung des Kanals 40, 41 steht der gleiche Druck auch im Hauptzylinder 23 an. Da der Hauptkolben 21 ebenso wie der Kolben 15 im Vorzylinder 17 eine größere wirksame Fläche als der Ventilteller 13 aufweist, wird der Ventilteller 13 mit einer entsprechenden Differenzkraft auf seinen Sitz 5 gedrückt,

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Sobald die auf den erwähnten Hebel im Sinne des Pfeiles 37 wirkende Fernauslöseeinrichtung anspricht, wird die Berstscheibe 25 durchstoßen mit der Folge, daß der Druck im Hauptzylinder 23 zusammenbricht, weil das dort befindliche Druckgas über die Bohrung 24 und den Stutzen 26 entweicht. Unter dem Einfluß des auf die Ventilteller 13 wirkenden hohen Gasdruckes

wird der Ventilteller 13 nach oben geschleudert und gibt den Ventilsitz 5 frei. Dadurch kann das Druckgas durch den Stutzen 3 in den Stutzen 10 gelangen und aus diesen durch den Kanal 8 abströmen. Hierdurch wird der betreffende Gasbehälter schlagartig entleert.

Da mit dem Hochschleudern des Ventiltellers 13 auch der Sitz 43 des Servoventils 44 auf den Ventilteller 45 gelangt, ist der betreffende Kanal abgeschlossen, so daß der durch die Auslösung des Hauptventiles 11 herbeigeführte Betriebszustand erhalten bleibt.

Zum Wiederbefüllen des betreffenden Behälters wird zunächst die Berstscheibe 25 erneuert. Beim Füllen wird der Sitz 43 des Servoventils 44 auf die Dichtung 46 des Ventiltellers 45 gepreßt. Daher ist der Kanal verschlossen. Das einströmende Gas kann daher keinen Druckanstieg im Hauptzylinder 23 herbeiführen, unterstützt aber durch seinen Druck auf den Ventilteller 13 die Öffnung des Hauptventiles 11.

Sobald der Füllvorgang beendet, dh. der Enddruck im Gasbehälter erreicht worden ist, wird das Servoventil 44 durch Verdrehen-des Handrades'42 so, daß der Ventilteller 45 sich von seinem Sitz abhebt, betätigt. Dadurch wird

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der Kanal freigegeben, wodurch sich im Hauptzylinder 23 allmählich derjenige Druck aufbaut, der auch in der Bohrung 4 ansteht und im Gasbehälter vorhanden ist. Dadurch wird der Ventilteller 13, wie in Fig. 1 dargestellt, auf seinen Sitz 5 gedrückt.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nsch Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die Ventilspindel 42 und der Stift 29 mit der ihn umgebenen Feder 28 koaxial angeordnet sind, wobei auf den Stift 29 anstelle des Hebels nach Fig. 1 ein Einschlagknopf 60 wirkt.

Die Äusführungsform nach Fig. 3 zeigt eine entsprechende Anordnung, wobei jedoch ein Hebel 61 anstelle des Knopfes 60 vorgesehen ist. Dieser Hebel 61 ist über einen Zapfen 62 an den Stift 29 angeschlossen. An der vom Stift 29 abgehenden Hebelseite 63 greift die Kraft 64 der Fernauslöseeinrichtung im Sinne des angegebenen Pfeiles an; an der gegenüberliegenden Seite 67 des Hebels befindet sich eine Kette 65 oder ein Gestänge, die bei 66 an das Gehäuse der Armatur 1 angeschlossen ist.

In allen Figuren sind die Stellungen des Handrades 42 ange— geben. Sie dienen zur Steuerung der vorstehend im einzelnen beschriebenen Einstellvorgänge zur Herstellung der Betriebsbereitschaft bzw. zum Schließen des Hauptventiles.

Wenn man eine auf die Oberseite des Kolbens 21 wirkende Schraubenfeder in den Zylinder 23 einbaut, kann man damit eine auf den Ventilteller 13 wirkende Schließkraft verstärken und u.U. die wirksamen Flächen von Kolben und Ventilteller gleich groß machen. Das bedeutet eine Vereinfachung.

Patentansprüche

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• ORIGINAL INSPECTED

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.) Schnell öffnende Druckgasarmatur, insbesondere für Behälter von CO₂ oderHalon-Feuerlöschanlagen, bei denen die auf den Behältern angebrachten Armaturen gemeinsam geöffnet werden, mit' einem Ventil, dessen Teller einen Sitz freigibt oder abschließt und mit

einer Fernauslöseeinrichtung zum Sperren des Tellers bei abgeschlossenem Ventilsitz und zu seiner Freigabe beim Öffnen der Armatur und beim Befüllen des Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (13) mit ewenigstens einem Kolben (21) verbunden ist, der in einem Zylinder (23) abgedichtet ist, und daß ein Kanal (40, 41) den Ventilteller (13) sowie den Kolben (21) der Druckseite des Ventilsitzes (5) bis zum Zylinderinnenraum (23) durchsetzt, welcher mit einem Absperrorgan (25) verschlossen ist, das mit der Fernauslöseeinrichtung (37) zu betätigen ist.

2. Druckgasarmatur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (21) einen größeren mit dem Druckgas beaufschlagten Querschnitt als der Ventilteller aufweist.

3. Druckgasarmatur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (21) in Schließrichtung des Ventiltellers (13) mit einer Feder belastet ist.

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4. Druckgasarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (40, 41) Zylinderseitig mit einem Sitz (43) umgeben ist, welcher für einen Teller (45) eines Servoventils (44) bestimmt ist, das zum Befüllen und zur Herstellung der Betriebsbereitschaft des Hauptventiles (11) dient.

5. Druckgasarmatur nach Anspruch 1 bis 4 , g e k en η zeichnet durch einen auf dem Schaft (14) des Ventiltellers (13) angebrachten Vorkolben

(15), der in einem Vorzylinder (17) des Hauptzylinders (23) abdichtet.

6. Druckgasarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Sitz (43) des Servo ventils (44) auf der Stirnseite des Hauptkolbens (21) befindet, auf der sich eine mit Radialbohrungen versehene Büchse/abstützt, welche sich der Stirnseite (52) einer Büchse (53) anlegt, in der die Ventilspindel (49) des Servoventils (44) gelagert ist.

7. Druckgasarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan mit einer Berstscheibe (25) verwirklicht ist, welche, mit einem federnd¹ in. seiner Ausgangsstellung vorgespannten Stift (29) zerstörbar ist.

8. Druckgasarmatur nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Berstscheibe (25) einen Radialkanal (24) verschließt und der Stift (29) einen mehrfach abgewinkelten Hebel (30-33; 38) angeschlossen ist, auf den, die Fernauslöseeinrichtung einwirkt.

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9. Druckgasarmatur nach Anspruch 6 , d a d ur c h

gekennzeichnet , daß der Stift (29) zum Zerstören der Berstscheibe (25) in der Ventilspindel (49) geführt und vorgespannt ist.

10. Druckgasarmatur nach Anspruch 9 » dadurch gekennzeichnet , daß der Hebel (6l) mit

Hilfe eines Gelenkes (62) an das freie Ende des Stiftes (29) angeschlossen und zweiarmig ausgebildet ist, wobei einer der Hebelarme (67) mit Hilfe einer Kette(655 an das Gehäuse der Druckgasarmatur (l) angeschlossen ist.

11. Druckgasarmatur nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , daß der Stift (29) einen Einschlagknopf (60) trägt.

12. Druckgasarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan mit einem Hilfsventil verwirklicht ist.

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