DE3339437C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine temperaturgesteuerte Absperrvorrichtung für gasförmige Medien, deren Steuereinrichtung in einem vom Medium durchströmten Gehäuse untergebracht ist, die aus einem Bimetallelement mit Stößel, sowie zwei Kapillarbohrungen zwischen Eintritts- und Austrittsseite des Mediums, insbesondere einer im Absperrelement, und einem am Stößel angebrachten Hilfsventil zum Verschließen der anderen Kapillarbohrung besteht.

Die wirtschaftliche Anwendung von Industriegasen, wie z. B. Sauerstoff, Stickstoff, Argon oder Methan, erfordert, daß in vielen Fällen deren Lieferung und Speicherung in tiefkaltem, flüssigem Zustand erfolgt. Da in der Regel diese Medien in gas­ förmigem Zustand bei Umgebungstemperaturen angewendet werden, müssen sie zunächst verdampft und erwärmt werden. Das am häufigsten angewandte Verdampfungs- bzw. Erwärmungssystem besteht aus einfachen, gerippten Rohrbündeln, die Wärme aus der Umgebung entziehen, wenn sie vom flüssigen Medium durchströmt werden. Witterungsbedingte Einflüsse, wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Wind oder Schnee, können die Leistung dieser Vorrichtung derart verringern, daß das gasförmige Medium mit unzulässig niedrigen Temperaturen austreten kann. Eine Vielzahl von Systemen ist bereits bekannt, deren Aufgabe es ist, das Ausströmen des Mediums bei zu niedrigen Temperaturen zu verhindern. So werden z. B. elektrisch, pneumatisch oder mechanisch angetriebene Absperrarmaturen eingesetzt, die von einem temperaturabhängigen Element gesteuert werden. Dazu zählen z. B. dehnbare Flüssigkeiten, Bimetalle, Platinwiderstände etc. Diese verhältnismäßig aufwendigen Systeme, die ausschließlich zur Erhöhung der Sicherheit der Gasversorgung dienen, haben eine unerwünschte Verteuerung der Anlage sowie eine Erhöhung des Wartungsaufwandes zur Folge.

Es ist ein bimetallgesteuertes Mischventil mit Hilfssteuerung bekannt, bei dem bereits ein enger Kanal an einem thermostatisch gesteuerten Ventil mündet. Hierbei trägt ein an einer Gehäusehälfte angeformter Flansch die Steuereinrichtung, wobei diese durch Trennung der Gehäusehälften zugänglich wird. Das Ventilverschlußteil kann dabei als Teller ausgebildet sein. Mit diesem Mischventil kann jedoch ein das Gehäuse durchströmendes Medium nicht abgesperrt werden (DE-PS 11 32 396).

Aus der GB-PS 7 34 832 ist eine Kombination von temperatur- und druckabhängigen Ventilen zum Steuern des Flusses von Flüssigkeiten bekannt. Diese Steuerung wird dadurch erreicht, daß durch eine Kapillarbohrung des Schließkonus des Hauptventils von der Eintrittsseite her Flüssigkeit oder Dampf in einen Zylinderarm und im weiteren Verlauf durch ein bimetallgesteuertes Hilfsventil an einem Bimetall vorbei zur Austrittsseite geführt wird. Diese Konstruktion kann die vorliegende Aufgabe jedoch nicht lösen.

Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, durch eine einfache Vorrichtung eine kosten­ günstige und zuverlässige Sicherung der Gasver­ sorgungsanlagen gegen das Strömen von Gas bei uner­ wünschten Temperaturen in den nachgeschalteten Einrichtungen zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Unter- bzw. Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur das selbsttätige Schließen erfolgt, wobei eine selbsttätige Wiederöffnung derselben erfolgt, sobald die vorgegebene Temperatur des Mediums erreicht wird. Die erfindungsgemäße Vor­ richtung besteht aus einem in einem Gehäuse ange­ ordneten Faltenbalg, der als Antrieb bzw. Schließ­ element dient.

Die vom Druckverlust des vorbeiströmenden Mediums resultierende Druckdifferenz zwischen Innen- und Außenseite des Balges dient zusammen mit einem mediumumströmten Bimetall als Antriebskraft zur Steuerung des Absperrorganes. Die Verformung des Bimetalls erfolgt beim Erreichen der vorgegebenen Temperatur, wobei ein Stößel eine Bohrung zum Innern des Balges freigibt, so daß ein Druckaus­ gleich zwischen Innen- und Außenseite des Falten­ balges eintritt. Durch die Kraft einer innerhalb des Balges angeordneten Feder wird die Ausdehnung des Balges und damit die Absperrung des Medium­ durchflusses herbeigeführt.

In der zur Absperrung dienenden Seite des Falten­ balges befindet sich eine Kapillaröffnung. Diese sorgt für eine kontinuierliche Entlastung des bei Betätigung des Stößels sich im Innern des Balges aufgebauten Druckes. Wenn der Stößel, der die Ver­ bindung zwischen Innen- und Außenseite des Balges herstellt, durch eine Erhöhung der Mediumtemperatur nicht mehr vom Bimetall angezogen, sondern auf die Bohrung gedrückt wird, unterbricht er diese Ver­ bindung, so daß der Balg erneut vom Differenzdruck zwischen Innen- und Außenseite beaufschlagt und zusammengedrückt wird, wobei das Medium wieder strömen kann.

Die Erfindung ist anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Absperr­ vorrichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt ähnlich Fig. 1 mit einer von außen einstellbaren Stellung des Bimetalls.

Das dargestellte Gerät besteht aus zwei Gehäuse­ hälften 1, 2, zwischen denen ein Flansch 4 durch Verschraubung befestigt ist. Ein Balg 3 ist mit einem Ende am Flansch 4 angeschweißt. Das andere Ende des Balges 3, das frei beweglich ist, ist an einer Platte 5, die zur Aufnahme eines Schließ­ tellers 6 dient, angeschweißt. Ein Schraubenbolzen 7 dient zur Befestigung des Schließtellers 6 an der Platte 5 und zur Axialführung der Bewegung des Faltenbalges 3. Zu diesem Zweck dient eben­ falls eine im Flansch 4 angeordnete Buchse 9.

Der Schraubenbolzen 7 ist mit einer Bohrung 8 ver­ sehen, welche die Innenseite des Balges mit der Austrittsseite 23 des Gehäuses verbindet. Der Flansch 4 ist mit einer Bohrung 10 versehen, deren Erweiterung 11 zur Aufnahme und Führung eines an einem Bimetallblatt 15 befestigten Stößels 12 dient, dessen unterer Teil die mit einem Dichtungs­ ring versehene Bohrung 10 schließt. Der Stößel 12 ist mit einer Nut 12 a versehen, die das Durch­ strömen des Gases ermöglicht. An der oberen Seite des Stößels 12 sind eine beistellbare Mutter 13 und eine Kontermutter 14 angeordnet. Diese dienen zur Einstellung des Abstandes zu einem unterhalb der Mutter 13 befindlichen Ende des Bimetall­ blattes 15 und damit zur Einstellung der Ansprechtemperatur der Absperrvorrichtung. Das Bimetallblatt 15 ist am Flansch 4 mit einer Schraube 29 befestigt und kann sich bei sinkender Umgebungs- bzw. Mediumtemperatur derart verformen, daß bei entsprechender Einstellung der Mutter 13 der Stößel 12 angehoben wird. Eine Feder 16 wirkt auf den Stößel 12.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird ein mit einer Schraube 28 befestigtes Bimetallblatt 25 mit Hilfe eines Bolzens 17 angehoben, so daß die Stellung des Bimetallblattes 25 und damit die An­ sprechtemperatur der Absperrvorrichtung vorteilhaft von außen verändert werden kann. Der Bolzen 17 ist unterhalb des Bimetallblattes 25 im Flansch 4 derart angeordnet, daß er beim Einschrauben einer von außen zu betätigenden Einstellschraube 19 nach oben, d. h. in Richtung zur Eintrittsseite 22 ge­ drückt wird. Dies wird durch die keilförmige Ge­ staltung der Berührungsflächen 20, 21 erreicht. Am freien Ende des Bimetallblattes 25 ist ein Stößel 30 mit einer Nut 30 a befestigt. Die Führung der Bohrungen 8 und 10 sowie die Befestigung des Balges 3 und weitere Merkmale aus Fig. 1 können auch auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 über­ tragen werden.

Funktionsbeschreibung

Die Eintrittsseite 22 und die Austrittsseite 23 werden in an sich be­ kannter Weise an eine nicht dargestellte medium­ durchströmte Leitung angeschlossen. Der auf der Außenseite des Balges über den im Flansch 4 angeordneten Öffnungen 18 aufgebaute Mediumdruck drückt den Faltenbalg 3 zusammen, wodurch die von Platte 5 bzw. Schließteller 6 gegen eine Ringkante 24 gesperrte Austrittsöffnung 26 geöffnet wird.

Der sich an der Austrittsöffnung 26 hinter der Ab­ sperrung aufbauende Mediumdruck wird über die Öffnung 8 im Schraubenbolzen 7 an die Innenseite des Balges übertragen. Der Faltenbalg 3, dessen Außenseite vom Mediumdruck beaufschlagt ist, wird sich so weit entspannen, bis der durch Ausströmen des Mediums hervorgerufene Druckverlust eine Druckdifferenz bewirkt, deren Wert die entgegen­ gesetzte Federungskraft des Balges ausgleicht. Das mediumdurchströmte Bimetall 15, welches sich bei Temperatursenkung entgegen Strömungsrichtung ver­ biegt, hebt beim Erreichen der kritischen Temperatur den Stößel 12 von der Bohrung 10 ab, wobei der an der Eintrittsseite 22 herrschende Mediumdruck an die Innenseite des Faltenbalges übertragen wird.

Dadurch, daß der Querschnitt der Bohrung 8 um ein vielfaches kleiner ist als der der Bohrung 10, wird der Druck in der Innenseite des Balges so lang dem Mediumdruck gleichen, wie der Stößel 12 von der Bimetallplatte angehoben bleibt. Indem kein Differenzdruck zwischen Innen- und Außenseite des Balges besteht, wird sich der Faltenbalg durch seine Feder 27 bzw. Federkraft so weit ausdehenen, bis die Absperrung des Mediums an der Austritts­ öffnung 26 mit dem Schließteller 6 erfolgt.

Beim Steigen der Umgebungs- bzw. Mediumstemperatur verformt sich das Bimetallblatt 15 im umgekehrten Sinne derart, daß der Stößel 12 zu seiner Ausgangs­ stellung zurückkehren kann.

Ohne weitere Mediumzufuhr wird sich der Druck an der Innenseite des Balges durch die Bohrung 8 hin­ durch so weit abbauen, bis die zwischen Innen- und Außenseite des Balges hervorgerufene Druck­ differenz diesen erneut gegen die Kraft der Feder 27 des Balges 3 zusammendrückt, wobei das Medium an der Austrittsseite 23 wieder ausströmen kann.

Claims (2)

1. Temperaturgesteuerte Absperrvorrichtung für gasförmige Medien, deren Steuereinrichtung in einem vom Medium durchströmten Gehäuse untergebracht ist, die aus einem Bimetallelement mit Stößel, sowie zwei Kapillarbohrungen zwischen Eintritts- und Austrittsseite des Mediums, insbesondere einer im Absperrelement und einem am Stößel angebrachten Hilfsventil zum Verschließen der anderen Kapillarbohrung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei Hälften (1, 2) besteht, zwischen denen ein Flansch (4) eingeschraubt ist, der mit Durchgangsbohrungen (18) versehen ist und die Steuereinrichtung trägt, das Bimetallelement (15) mit dem Stößel (12) auf der Eintrittsseite (22) des Mediums am Flansch (4) angebracht ist und auf der Austrittsseite des Mediums am Flansch (4) ein Balg (3) befestigt ist, welcher am anderen Ende eine Platte (5) mit Schließteller (6) und Schraubenbolzen (7) trägt, daß der Schließteller (6) beim Abdichten gegen eine Ringkante (24) der Gehäusehälfte (2) anliegt, und daß die Kapillarbohrung (8) im Schraubenbolzen (7) die Austrittsseite (23) mit dem Innern des Balges (3) sowie die weitere Kapillarbohrung (10) im Flansch (4) das Innere des Balges (3) mit der Eintrittsseite (22) am Stößel (12) verbindet.

2. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Bimetallblattes (25) mit einer von außen verstellbaren Einstellschraube (19) veränderbar ist, die einen gegen das Bimetallblatt (25) drückenden Bolzen (17) verschiebt.