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Isolierglied für Gasleitungen und für
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Absperrvorrichtungen von Gasleitungen Bei der Versorgung von Gebäuden
mit Gas wird gefordert, daß die Hausanschlußleitung bei der Einführung in das Gebäude
gegenüber der weiterführenden Gasleitung elektrisch isoliert ist. Diese Isolierstelle
ist im Anschluß an die mit der Hausanschlußleitung verbundene Absperrvorrichtung
anzuordnen. Dafür wurde bisher ein Isolierglied verwendet, bei dem ein hülsenförmiges
Kunststoffteil als Isolierelement zwischen zwei Metallhülsen eingefügt ist, und
zwar entweder eingepreßt oder eingeklebt ist. Ein solches Isolierglied bringt die
erforderliche elektrische Isolierung der beiden daran anschließenden Leitungsabschnitte.
Außerdem ist es in ausreichendem Maße gasdicht. Es hat auch eine gewisse mechanische
Festigkeit, um zufällig auftretenden Zugbelastungen zu widerstehen.
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Solche Isolierglieder haben aber nur eine sehr begrenzte Temperaturbeständigkeit.
Diese reicht, je nach der Art des verwendeten Kunststoffes für das Isolierelement,
allenfalls bis etwa 250 OC.
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Im Brandfalle kann es aber vorkommen, daß die Gaszuleitung im Bereich
des Isoliergliedes, beispielsweise durch Wärmestrahlung vom eigentlichen Brandherd
her, eine höhere Temperatur als 250 0C annimmt. Dann wird das Isolierglied zerstört
und das Gas kann in
mehr oder minder großer Menge ausströmen. Solange
dabei die Temperatur des ausströmenden Gases unterhalb seines Zündpunktes liegt,
die bei den üblichen Haushaltsgasen bei etwa 600 0C liegt, tritt das Gas ohne Entzündung
aus und bildet in der Nähe der Austrittsstelle eine Wolke aus einem explosiven Gas-Luft-Gemisch.
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Wenn diese Gaswolke dann durch irgendeinen Umstand entzündet wird,
tritt eine Verpuffung ein, die wegen des Charakters einer Raumexplosion verheerende
Auswirkungen haben kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Isolierglied zu schaffen,
das gasdicht ist, eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist und die beiden
anschließenden Leitungen elektrisch isoliert, und das zugleich eine höhere Temperaturbeständigkeit
als die bisherigen Isolierglieder hat.
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Diese Aufgabe wird durch ein Isolierglied mit den im Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
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Ein solches Isolierglied ist wegen der innigen Verbindung der in einem
Einschmelzvorgang mit den beiden Metallhülsen vereinigten Glaszwischenschicht völlig
gasdicht. Die Glaszwischenschicht ist in hohem Maße elektrisch isolierend. Die Glaszwischenschicht
hat nicht zuletzt wegen ihrer allseitigen Abstützung zwischen den beiden Metallhülsen
eine sehr hohe Festigkeit, die derjenigen einer reinen Metallverbindung nahekommt.
Die Glaszwischenschicht ist auch korrosionsbeständig und beständig gegen etwa im
Gasstrom vorhandene, lösend wirkende Inhaltsstoffe, was bei den bekannten Isolierelementen
aus Kunststoff nicht immer in vollem Umfange zutrifft. Ein Isolierglied gemäß der
Erfindung hat eine Temperaturbeständigkeit von weit mehr als 650 OC. Es wird also
allenfalls bei einer sehr viel höheren Temperatur undicht. Dann aber ist in jedem
Falle die Zündtemperatur des Gases überschritten, so daß etwa austretendes Gas an
der Austrittsstelle sich sofort entzündet. Dadurch wiederum wird vermieden, daß
sich eine Wolke aus unverbranntem Gas mit Luft vermischt und dadurch ein explosives
Gas-Luft-Gemisch bildet.
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Bei einer Ausgestaltung des Isoliergliedes nach Anspruch 2 dringt
die Glaszwischenschicht bei dem Einschmelzvorgang in die vorhandenen Umfangsnuten
ein, so daß vor allem in achsialer Richtung ein Formschluß zwischen der Metallhülse
und der Glaszwischenschicht auftritt, die die mechanische Schubfestigkeit der Verbindung
wesentlich erhöht. Gleichzeitig wird dadurch die Bindungswirkung zwischen den Metallteilen
und der Glaszwischenschicht erhöht. Bei einer Ausgestaltung des Isoliergliedes nach
Anspruch 3 wird erreicht, daß bei solchen Glaszwischenschichten, deren Wanddicke
höchstens gleich oder kleiner als eine bestimmte Funken-Überschlagstrecke ist, an
einer Stirnseite, und zwar bevorzugt an der gasseitigen Stirnseite, die Kriechstrecke
für Kriechströme auf einen Wert erhöht wird, der für eine ausreichende elektrische
Isolierung erforderlich ist. Daneben bleibt an der anderen Stirnseite, bevorzugt
an der der Atmosphäre zugekehrten Stirnseite des Isoliergliedes, die Funken-überschlagstrecke
unterhalb der geforderten Höchstgrenze. Bei einer Ausgestaltuny des Isoliergliedes
nach Anspruch 4 kann in den Fällen, in denen die Wanddicke der Glaszwischenschicht
sehr groß ist, der radiale Abstand der Metalihülsen an der einen Stirnseite, und
zwar bevorzugt wiederum an der der Atmosphäre zugekehrten Stirnseite, soweit vermindert
wird, daß der geforderte Höchstwert für eine Funken-überschlagstrecke nicht überschritten
wird.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand einiger in den Zeichnungen
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kugelhahnes mit einem Isolierglied
gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Längsschnitt des Isoliergliedes aus Fig. 1 in
der Verwendung als Verbindungsstück zweier Gasleitungen; Fig. 3 einen Längsschnitt
einer abgewandelten Ausführungsform des Isoliergliedes.
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Der aus Fig. 1 ersichtliche Kugelhahn 10 weist ein Gehäuse 11 aus
Stahl auf, das aus den beiden Gehäuseteilen 12 und 13 zusammengesetzt ist, die miteinander
verschweißt sind. Der eine Gehäuseteil 12 ist als Anschlußstutzen für eine strichpunktiert
angedeutete Hausanschlußleitung 14 ausgebildet. Im Innenraum des anderen Gehäuseteils
13 ist der kugelige Hahnkörper 15 untergebracht. Der Hahnkörper 15 ist im allgemeinen
aus Messing hergestellt und auf seiner Außenseite hartverchromt. Am Gehäuseteil
12 ist in einer ringförmigen Ausnehmung an der Übergangs stelle von der zylindrischen
Durchgangsöffnung 16 zur ebenen Stirnfläche 17 eine ringförmige Ausnehmung vorhanden,
in die ein Dichtungsring 18 aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) eingesetzt ist.
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Daran liegt der Hahnkörper 15 dicht an. Der Hahnkörper 15 ist mit
einer kurzen Betätigungswelle 19 drehfest gekoppelt, die in einem Lagergehäuse 21
gelagert ist, das in einer entsprechenden Öffnung im Gehäuseteil 13 sitzt und mit
diesem fest verbunden ist. Die Betätigungswelle 19 ist mittels mehrerer Dichtungsringe
22 gegenüber dem Lagergehäuse 19 abgedichtet. Am außenliegenden Ende der Betätigungswelle
19 ist ein Handgriff 23 befestigt.
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Im Gehäuseteil 13 ist im Anschluß an den Hahnkörper 15 ein Trägerring
24 eingesetzt, der mittels eines in eine Umfangsnut eingesetzten Dichtungsringes
25 gegenüber dem Gehäuseteil 13 abgedichtet ist. Am Trägerring 24 ist an der dem
Hahnkörper 15 zugekehrten Stirnseite in einer umlaufenden Ausnehmung ein Dichtungsring
26 eingesetzt. Er entspricht dem Dichtungsring 18 am Gehäuseteil 12 und liegt wie
dieser am Hahnkörper 15 dicht an.
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Diese beiden Dichtungsring 18 und 26 dichten den Hahnkörper 15 gegenüber
den anschließenden Leitungsteilen in seiner Schließstellung ab, in der er um 900
gegenüber der aus Fig. 1 ersichtlichen Drehstellung gedreht ist. Der Trägerring
24 ist aus einem riichtmetallischen Werkstoff hergestellt, beispielsweise aus einem
unter der Bezeichnung DELRIN bekannten Kunststoff. In axialer Richtung hat der Trägerring
24 eine so große Abmessung, daß in Verbindung mit seinem elektrisch isolierenden
Werkstoff, eine ausreichend große Kriechstrecke für etwaige Kriechströme gegeben
ist.
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Im Gehäuseteil 13 ist im Anschluß an den Trägerring 24 ein Isolierglied
30 eingesetzt. Dieses Isolierglied 30 weist, wie aus Fig. 2 deutlicher zu ersehen
ist, eine Außenhülse 31 und eine Innenhülse 32 auf, die beide aus Metall hergestellt
sind.
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Zwischen diesen beiden Metallhülsen ist ein Isolierelement 33 eingefügt.
Dieses ist als Zwischenschicht aus einem anorganischen Glas- oder Silikatglas ausgebildet.
Sie wird dadurch hergestellt, daß ein auf die Abmessungen der beiden Hülsen 31 und
32 abgestimmter Längenabschnitt eines Glasrohres eingeschoben wird, der in einem
Einschmelzvorgang in die Zwischenschicht umgewandelt wird, die dann an den einander
zugekehrten Umfangsflächen der Außenhülse 31 und der Innenhülse 32 fest anhaftet
und dadurch eine sowohl gasdichte wie auch mechanisch feste und elektrisch isolierende
Zwischenschicht bildet.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die Außenhülse 31 auf ihrer
Innenseite zwei Umfangsnuten 34 und 35 auf. Ebenso weist die Innenhülse 32 auf ihrer
Außenseite wenigstens eine Umfangsnut 36 auf. Diese Umfangsnuten dienen der Schaffung
eines gewissen Formschlusses zwischen den metallen Hülsen 31 und 32 und der Glaszwischenschicht.
Durch sie wird außerdem die Haftfläche zwischen der Hülsenwand und der Glaszwischenschicht
erhöht.
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An der einen Stirnseite des Isoliergliedes 30, und zwar an derjenigen
die im eingebauten Zustand (Fig. 1) dem Innenraum des Kugelhahns 10 zugekehrt ist,
ist sowohl an der Außenhülse 31 wie auch an der Innenhülse 32 die dem Isolierelement
33 benachbarte umlaufende Kante um ein gewisses Maß angefast. Dadurch entsteht an
jeder der beiden Hülsen 31 und 32 eine umlaufende Ausnehmung 37 bzw. 38. Die Glaszwischenschicht
des Isolierelementes 33 reicht in axialer Richtung nur bis zum Anfang der beiden
Ausnehmungen 37 und 38 heran. Der gesamte Ringraum der beiden Ausnehmungen 37 und
38 einschließlich des in der Fluchtlinie des Isolierelementes 33 gelegenen Raumes
ist bis zu der Ebene der Stirnflächen der beiden Hülsen 31 und 32 mit einer Isoliermasse
39 ausgefüllt, die unter der Bezeichnung SILASTIC 9161 R.T.V. im Handel erhältlich
ist. Die Abmessungen der die
Ausnehmungen 37 und 38 bildenden Anfasungen
sind so gewählt, daß die radiale Abmessung des von der Isoliermasse 39 ausgefüllten
Ringraumes an der Stirnseite den Mindestwert für eine Kriechstrecke für Kriechströme
erreicht, die bei etwa 6 mm liegt.
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Die Außenhülse 31 ist auf ihrer Außenseite mit einem metrischen Schraubengewinde
41 versehen, mittels dessen sie in ein entsprechendes Muttergewinde 42 auf der Innenseite
des Gehäuseteils 13 so weit eingeschraubt wird, daß die Stirnseite des Isoliergliedes
30 am Trägerring 24 anliegt und diesen zusammen mit dem Dichtungsring 26 mit einer
gewissen Vorspannung an den Hahnkörper 15 andrückt. Zur Sicherung der richtigen
Einstellung des Isoliergliedes 30 wird bei der Montage des Kugelhahns 10 im Radialbereich
der beiden Gewinde 41 und 42 eine axial ausgerichtete Bohrung angebracht, in die
ein Sicherungsstift 43 (Fig.1) eingesetzt wird.
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Die Innenhülse 32 ist auf ihrer Innenseite mit einem Muttergewinde
44, und zwar im allgemeinen mit einem Rohrgewinde, versehen, in das das mit einem
entsprechenden Schraubengewinde versehene Ende eines in Fig.1 strichpunktiert angedeuteten
Leitungsrohres 45 eingeschraubt wird.
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Am dem Ende des Kugelhahns 10, an dem das Isolierglied 30 angeordnet
ist, ist eine Schutzkappe 46 aus Kunststoff aufgesetzt.
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Bei der aus Fig.2 ersichtlichen Einzeldarstellung des Isoliergliedes
30 sind auf der linken Seite strichpunktiert eine Anschlußmuffe 47 aus Metall und
ein Trägerring 48 für zwei Dichtungsringe 49 angedeutet. Eine solche Anschlußmuffe
47 wird verwendet, wenn das Isolierglied 30 nicht in einem Kugelhahn eingesetzt
wird, sondern zur Verbindung zweier Gasleitungen verwendet wird. Auch hier wieder
dient der Trägerring 48 zur Bildung einer ausreichend großen Kriechstrecke zwischen
dem metallenen Innenring 32 und der metallenen Anschlußmuffe 47.
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Bei der aus Fig.3 ersichtlichen abgewandelten Ausführungsform weist
das Isolierglied 50 wiederum eine Außenhülse 51 und eine Innenhülse 52 aus Metall
auf, zwischen denen das Isolierelement 53 in Form einer Zwischenschicht aus Silikatglas
eingefügt ist. Hier ist das Isolierelement 53 aus einem Längenabschnitt eines Glasrohres
mit einer so großen Wandstärke hergestellt, daß die eine Stirnseite 54 des Isolierelementes
53 ohne zusätzliche Maßnahmen eine ausreichend weite Kriechstrecke für Kriechströme
ergibt. Das aber wiederum bedeutet, daß an der entgegengesetzten Stirnseite des
Isoliergliedes 50 der radiale Abstand zwischen den beiden metallenen Hülsen 51 und
52 größer als der Höchstwert für die erforderliche Funken-Überschlagstrecke wäre.
Daher ist bevorzugt an der Innenhülse 52 ein Außenbund 55 angeordnet, der sich in
Richtung auf die Außenhülse 51 in radialer Richtung so weit erstreckt, daß der verbleibende
radiale Abstand höchstens gleich oder besser etwas kleiner als der zugelassene Höchstwert
für eine Funken-Überschlagstrecke ist.
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