DE4140546A1 - Betaetigungsmittel zum oeffnen und schliessen eines absperrventils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Betätigungsmittel zum Öffnen und Schließen eines Absperrorgans für Leitungen mit den Merkmalen der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 2 und 3 bezeichneten Gattungen. Das Absperrorgan kann dabei als Ventil, Klappe, Hahn oder Schieber ausgebildet sein.

Derartige Betätigungsmittel für Absperrventile von Leitungen sind an sich bekannt. So ist beispielsweise aus der DE-AS 25 12 931 ein Absperrventil für Gasleitungen bekannt, das ein Verschlußteil zum Verschließen der Leitungen und ein am Verschlußteil angreifendes Betätigungsorgan besitzt, in dem eine Feder vorgesehen ist, die derart angeordnet und gestaltet ist, daß sie das Verschlußteil in Schließstellung bewegen möchte. Die in Offenstellung des Verschlußteils gespannte Feder wird in diesem gespannten Zustand durch eine feste Masse, in die sie eingebettet ist, festgehalten. Diese feste Masse schmilzt, verdampft oder verschmort bei einer bestimmten Temperatur und verliert damit ihren festen Aggregatzustand, so daß die Federkraft auf das Betätigungsorgan einwirken kann.

Aus der DE-AS 15 51 633 ist ein ähnliches Ventil bekannt, nämlich ein Feuersi­ cherungsventil für Ölfeuerung. Hierbei ist das Ende eines Bowdenzugs, mit dem die Ventilbetätigungsfeder vorgespannt ist, teilweise in eine schmelzbare Masse eingebettet. Dieses thermische Sicherheitsventil besitzt eine eingebaute Schmelzsicherung, gegen die die Ventilbetätigungsfeder vorgespannt ist. Wenn das thermische Sicherheitsventil infolge erhöhter Temperatur ausgelöst worden ist, muß die Schmelzsicherung in Form einer Patrone ausgebaut und regeneriert werden, es sind also Reparatur- und Ersatzarbeiten erforderlich.

Betätigungsmittel für Absperrventile von Leitungen, bei denen die Überwa­ chungsfunktion für Übertemperatur von Federn abhängig ist, die in Massen mit zwei Aggregatzuständen ganz oder teilweise eingebettet sind, weisen zahlreiche Nachteile auf. So ist beispielsweise nach Absinken auf Betriebstemperatur nach dem Auslösen bzw. Sperren des Ventils durch Übertemperatur ohne weitere Reparatur- oder Ersatzmaßnahmen kein normales Öffnen und Schließen des Ventils der Leitung möglich. Außerdem läßt sich die Temperaturüberwachungs­ funktion des Betätigungsmittels nach einer durch Übertemperatur bedingten Auslösung erst durch Reparaturmaßnahmen wieder herstellen. Bei dem Betäti­ gungsmittel gemäß der DE-AS 25 12 931 muß beispielsweise die Masse erwärmt werden und wiedererkalten um die gespannte Feder in der Masse festzusetzen. Darüberhinaus lassen sich Betätigungsmittel, die mit in Massen mit zwei Aggregatzuständen eingebauten Ventilbetätigungsfedern arbeiten, zur Überwachungsfunktion bei Übertemperatur nur nicht reversibel auslösen, denn, wenn das Absperrventil durch Übertemperatur einmal geschlossen ist, kann die Öffnung des Ventils nur durch komplizierte Eingriffe von außen und durch zeitaufwendige Maßnahmen wieder in die Offenstellung gebracht werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein sicheres Betätigungsmit­ tel für ein Absperrventil von Leitungen zu schaffen, das universell einsetzbar ist; das sowohl ohne Strom als auch mit Fernsteuerung bei Überschreiten einer vorgewählten Schwellentemperatur sicher die Leitung schließt; ebenso soll auch nach einem bei Erreichen der Temperaturschwelle ausgelösten Verschluß des Absperrventils mittels des Betätigungsmittels das Ventil, nach Absinken auf Normaltemperatur ohne weitere Reparatur- oder Ersatzmaßnahmen wieder als normales Ventil zum Öffnen und Schließen der Leitung verwendbar sein, und gleichzeitig soll die Temperaturüberwachungsfunktion des Betätigungsmittels nach einer Auslösung in der kürzestmöglichen Zeitspanne wieder betriebsbereit bzw. funktionsfähig sein; ferner soll das Absperrventil ohne Beeinträchtigung seiner Überwachungsfunktion und ohne besondere Hilfsmittel zu Prüfzwecken reversibel ausgelöst, d. h. verschlossen, und wieder gespannt, d. h. geöffnet­ werden können, wobei das Betätigungsmittel insbesondere für Absperrventile von Leitungen dienen soll, die auch für den Transport von explosiven Medien vorgesehen sind. Darüberhinaus sollen bereits eingebaute Ventile einfach mit dem Betätigungsmittel nachrüstbar sein.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1, 2 und 3 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteil­ hafte Weiterbildungen der Erfindungsgegenstände sind mit den Merkmalen der Unteransprüche 4 bis 23 gekennzeichnet.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß bei Erreichen der ersten gewählten Temperaturschwelle zum Schließen des Absperrventils das Auslöseorgan des Betätigungsmittels infolge einer ersten temperaturbedingten Lageverschiebung oder einer durch Längenänderung erzeugten Lageverschiebung die erste Feder zum Schließen des Absperrventils freigibt und danach bei Unterschreiten einer gewählten zweiten Temperaturschwelle beim Abkühlen das Auslöseorgan selbsttätig infolge einer zweiten temperaturbedingten, aber entgegengesetzten Lageverschiebung bzw. durch eine Längenänderung erzeugte Lageverschiebung des Auslöseorgans in die Ausgangsstellung zurückzukehren sucht. Die Temperaturüberwachungsfunktion des Betätigungsmittels wird nach seiner Auslösung dadurch wiederhergestellt, daß durch ein einfaches erstes Öffnen des Absperrventils oder durch ein Nachführen des Betätigungshebels in die Geschlossenstellung das Auslöseorgan erneut durch Verrasten die Temperaturüberwachungsfunktion betriebsbereit macht. Durch die vorstehend in den Patentansprüchen 1, 2 und 3 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Verfahrens- und Funktionsschritte wird es möglich, daß das Absperrventil reversibel prüfbar wird, d. h. es kann zu Prüfzwecken mit der entsprechenden erhöhten Auslösetemperatur ausgelöst und nach Abkühlen auf eine vorgebbare niedrigere Temperatur wieder gespannt werden, ohne danach die normale Öffnungs- und Schließfunktion des Absperrventils zu beeinträchtigen. Zudem sind zum normalen Betätigen des Ab­ sperrventils mittels des Betätigungsmittels keine größeren Kräfte als bei den bisherigen Absperrventilen erforderlich. Die bereits installierten Absperrventile mit ihrem Betätigungsmittel sind einfach, d. h. durch Aufsetzen des erfindungs­ gemäßen Betätigungsmittels auf den Bolzen des Absperrorgans des Ventils, austauschbar und damit nachrüstbar. Durch die Ausbildung des Auslöseorgans des Betätigungsmittels gemäß den Gegenständen der Patentansprüche 1, 2 und 3 schließt sich bei der vorgewählten Schwellentemperatur das Absperrventil sowohl selbsttätig als auch mit Fernsteuerung.

Auch bei ausgelöstem Verschluß des Absperrventils, also nach einem Erreichen der Temperaturschwelle, läßt sich nach Absinken auf Betriebstemperatur das Betätigungsmittel und damit das Absperrventil ohne jede weitere Reparatur- oder Ersatzmaßnahme wieder als normales Ventil zum Öffnen und Schließen der Leitung verwenden. Weiterhin läßt die erfindungsgemäße Ausbildung des Betäti­ gungsmittels zu, daß die Temperaturüberwachungsfunktion des Absperrventils für eine vorgewählte Schwellentemperatur nach der Auslösung und nach Ab­ kühlung auf Betriebstemperatur in der kürzestmöglichen Zeitspanne wiederher­ stellbar ist, und zwar dadurch, daß mit dem Betätigungshebel des Betätigungs­ mittels eine einfache Drehung durchgeführt wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und von Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Betätigungsmittels bei geöffnetem Absperrventil in Schnittdarstellung und als Draufsicht,

Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel des Betätigungsmittels bei geschlossenem Absperrventil in Schnittdarstellung und als Draufsicht,

Fig. 3 das Betätigungsmittel in Schnittdarstellung und als Drauf­ sicht bei geschlossenem Absperrventil und ausgelöster Temperaturüberwachungsfunktion,

Fig. 4 das Betätigungsmittel nach Fig. 1 in einer weiteren Schnittdarstellung als Seitenansicht,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel des Be­ tätigungsmittels, insbesondere auf Befestigungsscheibe und Anschlag,

Fig. 6 als Einzelheit eine Befestigungsscheibe für das Betäti­ gungsmittel jeweils in Ansichts- und Schnittdarstellung,

Fig. 7 als Einzelheit ein Befestigungselement für das Betäti­ gungsmittel jeweils in Ansichts- und Schnittdarstellung,

Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel des Betätigungsmittels bei geöffnetem Absperrventil in Schnittdarstellung und als Seitenansicht,

Fig. 9 das zweite Ausführungsbeispiel des Betätigungsmittels nach Fig. 8 in Schnittdarstellung und als Draufsicht bei geöffnetem Absperrventil,

Fig. 10 das zweite Ausführungsbeispiel des Betätigungsmittels bei geschlossenem Absperrventil in Schnittdarstellung und als Seitenansicht mit ausgelöster Temperaturüberwachungs­ funktion,

Fig. 11 das zweite Ausführungsbeispiel des Betätigungsmittels nach Fig. 9 in Schnittdarstellung und als Draufsicht bei geschlossenem Absperrventil mit ausgelöster Temperatur­ überwachungsfunktion,

Fig. 12 ein drittes Ausführungsbeispiel des Betätigungsmittels mit Schenkelfeder in Schnittdarstellung und als Seitenansicht,

Fig. 13 das dritte Ausführungsbeispiel des Betätigungsmittels mit Schenkelfeder in Schnittdarstellung und als Draufsicht.

Zunächst ist anzumerken, daß bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die Fig. 1, 2, 3 und 4 zeigen in schematischer Darstellung ein Absperrventil 1, das zum Öffnen und Schließen einer hier nicht dargestellten Leitung dient. Solche Leitungen können zum Transport von gasförmigen, flüssigen oder anderen für den Transport in Leitungen geeigneten Medien dienen. Das Absperrventil 1 kann beispielsweise als Kugelventil ausgebildet sein. Ein solches Ventil weist eine Ventilkugel auf, die über eine Durchflußöffnung für das Medium verfügt. An dieser Ventilkugel greift ein Bolzen 2 an, der mit der Ventilkugel starr verbunden ist, und durch Verdre­ hen um die Kugeldrehachse ein Öffnen und Schließen der Leitung bewirkt. Die Verdrehung des Bolzens 2 erfolgt mittels eines Betätigungsmittels 3. Der Bolzen 2 ist dabei gemäß dem Stand der Technik in einer am Ventilgehäuse fest ange­ brachten Lagerbüchse gelagert.

Das über eine Durchflußöffnung verfügende Kugelküken dient als Verschlußteil, das von dem als Vierkant ausgebildeten Bolzen 2 geöffnet und geschlossen wird. Dieses Öffnen und Schließen geschieht mittels des Betätigungshebels 4 des Betätigungsmittels 3. Das Betätigungsmittel 3 kann auf dem Bolzen 2 ent­ weder starr befestigt sein oder andererseits aufsteckbar oder auf andere ge­ eignete Weise montierbar und demontierbar sein, so daß das Betätigungsmittel 3 von dem Bolzen 2 des Absperrorgans nach Wunsch gelöst werden kann. Der Betätigungshebel 4 ist dabei in an sich bekannter Weise als Betätigungsschlüssel für das Absperrventil bzw. Verschlußteil ausgeführt. Der Öffnungs- bzw. Schließwinkel 5 für das Verschlußteil, und damit auch das Betätigungsmittel, beträgt 90°, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Das Betätigungsmittel 3 muß also den Bolzen 2, und damit das Verschlußteil, mit einer Schwenkbewegung um 90° zum Öffnen oder Schließen der Leitung verdrehen. Diese 90°-Drehbewegung des Betätigungsmittels 3 ermöglicht also das normale Öffnen und Schließen des Absperrventils über den Bolzen 2.

Aus den Fig. 1, 2 und 3 ist ferner ersichtlich, daß das Betätigungsmittel eine erste Feder 6 besitzt, die um den Bolzen 2 herum kreisringförmig angeordnet ist. Ein Teil der ersten Feder 6 ist in einer Federhülse 11 gelagert, die sich minde­ stens über den Öffnungs- bzw. Schließwinkel 5 des Verschlußteils des Absperr­ ventils erstreckt. Diese Federhülse besitzt an einem Ende einen Kopf 12, an dem die erste Feder 6 anliegt. Der Kopf 12 besteht aus massivem Material und kann gegen einen feststehenden Anschlag 7 anschlagen. Der Anschlag 7 ist auf einer Befestigungsscheibe 8 angeordnet (siehe dazu Fig. 5, 6 und 7), die auf einem bei üblichen Ventilen vorhandenen Arretierblech 40 befestigt ist, siehe Fig. 4. Die Befestigung erfolgt dadurch, daß die Befestigungsscheibe 8 und ein als Gegenstück dienendes Befestigungselement 9 an das Arretierblech 40 geklemmt wird. Die beiden Teile 8 und 9 werden durch eine Schraubverbindung verbunden. Um eine Verdrehung der verbundenen Teile gegen das Arretierblech 40 sicher zu verhindern, greifen zwei auf dem Befestigungselement 9 ausgebildete Nasen 39 unter zwei bei einem herkömmlichen Arretierblech 40 vorgesehene Aufwölbungen 41, die als Anschläge für eine Bewegungsbegrenzungsscheibe 42 für die Offen- und Geschlossenstellung des Absperrventils dienen. Das Arretierblech 40 wird mittels eines Zylinderkerbstiftes 10 in einer festen Position auf dem Absperrventil 1 fixiert (siehe z. B. Fig. 4). Auf diese Weise wird einerseits ein stabiler Sitz für den Anschlag 7 gewährleistet und andererseits kann der Anschlag 7 problemlos an bereits vorhandenen Ventilen angebracht werden. Da das Betätigungsmittel 3 zwei mögliche Befesti­ gungspositionen auf dem Bolzen 2 hat, muß der Anschlag 7 für den Kopf 12 der Federhülse 11 auf der Befestigungsscheibe 8 je nach Befestigungsposition des Betätigungsmittels 3 um 180° versetzt angeordnet sein, wie aus der Fig. 6 er­ sichtlich ist.

Im Kopf 12 der Federhülse 11 ist eine Bohrung 13 vorgesehen, in die ein Auslö­ seorgan eingreifen kann. Das Auslöseorgan ist als Sicherungsstift 14 ausgebil­ det, der gegen die Kraft einer zweiten Feder 15 gelagert ist. Sowohl die zweite Feder 15 als auch die erste Feder 6 sind dabei jeweils als Druckfedern ausgebil­ det. Die Kraft der zweiten Feder 15 auf den Sicherungsstift 14 kann mittels einer Madenschraube 16 geregelt werden. Damit kann den jeweiligen konstruktiven Erfordernissen entsprochen werden.

An einem Absatz 17 des Sicherungsstiftes 14 greift ein erster Arm eines drehbar gelagerten Hebels 18 an. Der Hebelarm weist eine Langlochbohrung auf, durch die der Sicherungsstift 14 hindurchragt. Der zweite Arm des Hebels 18 wird von einem Stift 20 eines Temperaturweggebers 19 ausgelenkt, der bei Temperatur­ änderung eine reversible lineare Bewegung ausführt. Solche Temperatur­ weggeber sind bekannt und werden z. B. in Thermostatventilen eingesetzt. Die lineare Bewegung in Abhängigkeit von der Temperatur kann durch einen änder­ baren Gasdruck hervorgerufen werden.

Um das erfindungsgemäße Betätigungsmittel durch Fernauslösung betreiben und den Mechanismus überprüfen zu können, ist der Temperaturweggeber von einer elektrischen Heizwicklung 22 umgeben, die die Zunahme der Umgebungstemperatur simuliert. Mit Hilfe dieser Heizwicklung 22 wird z. B. der Gasdruck im Temperaturweggeber 19 erhöht und der Stift 20 kontinuierlich entlang seiner Achse aus dem Gehäuse des Temperaturweggebers 19 herausbewegt. Der Temperaturweggeber 19 ist mittels einer Spannmutter 21 im Betätigungshebel 4 fixiert.

Nachfolgend soll nun die Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Betätigungsmittels beschrieben werden. Wie bereits er­ wähnt, zeigt die Fig. 1 das Absperrventil in geöffnetem Zustand. Dabei ist die erste Feder 6 gespannt. In der Bohrung 13 im Kopf 12 der Federhülse 11 ist das Auslöseorgan in Form des Sicherungsstiftes 14 verrastet. Dadurch kann die er­ ste Feder 6 den Betätigungshebel 4 nicht um den Schließwinkel 5 verschieben und deshalb auch das Absperrventil nicht schließen. Steigt nun die Temperatur bis auf eine vorgewählte Temperaturschwelle, die je nach den Erfordernissen ausgewählt werden kann, so bewegt sich der Stift 20 des temperaturabhängigen Weggebers 19 entlang seiner Längsachse aus dem Gehäuse des Temperatur­ weggebers heraus und lenkt den ersten Arm des Hebels 18 in dieselbe Richtung aus. Gleichzeitig drückt der andere Arm des drehbar gelagerten Hebels 18 über den Absatz 17 den Sicherungsstift 14 in die entgegengesetzte Richtung. Dadurch wird der Sicherungsstift 14 aus der Bohrung 13 im Kopf 12 der Federhülse 11 herausgeschoben. Der Sicherungsstift 14 wird infolge dieser ersten temperaturbedingten Lageverschiebung gegen die Kraft einer Haltevorrichtung in Gestalt der zweiten Feder 15 gedrückt. Der Hebel 18 dient dabei zur Richtungsumkehr der temperaturabhängigen Bewegung des Stiftes 20 des Weggebers 19. Wenn das Auslöseorgan vollständig aus der Bohrung 13 im Kopf 12 der Federhülse 11 herausgezogen ist, wirkt die Kraft der gespannten ersten Feder 6 gegen den am Ventil 1 fixierten Anschlag 7 und dreht den Betätigungshebel 4 um den Schließwinkel 5 in die Geschlossenstellung des Absperrventils. Durch eine Temperaturerhöhung der Umgebung des Temperaturweggebers oder auch durch eine Temperaturerhöhung, die durch Fernauslösung mittels der Heizwicklung 22 erfolgt ist, ist auf diese Weise bei Überschreiten der vorgewählten Temperaturschwelle das Absperrventil ge­ schlossen worden. Die freigegebene erste Feder 6 sorgt also für das automati­ sche Schließen des Absperrventils.

Nach Auslösen der Temperaturüberwachungsfunktion schützt die Federhülse 11 die erste Feder 6, wenn der Sicherungsstift 14 und der Stift 20 des Tempera­ turweggebers 19 durch die als Druckfeder ausgebildete zweite Feder 15 bei Temperaturrückgang wieder in ihre Ausgangslage gedrückt werden. Ohne die Federhülse 11 würde der Sicherungsstift 14 in die erste Feder 6 eingreifen und deren erneutes Spannen beeinträchtigen.

Soll die Temperaturüberwachungsfunktion des Betätigungsmittels 3 nach Ab­ kühlung auf Betriebstemperatur wiederhergestellt werden, so kann dies durch ein einfaches erstes Öffnen des Absperrventils erfolgen. Dazu wird der Betäti­ gungshebel 4 manuell um den Schließwinkel 5 zurückgedreht. Der inzwischen wieder in die Ausgangsstellung zurückzukehren versuchende Sicherungsstift 14 gleitet dabei entlang der Außenseite der Federhülse 11, bis er am Ende der Drehbewegung der Öffnung wieder in die Bohrung 13 am Kopf 12 der Feder­ hülse 11 einrasten kann. Durch einfaches Öffnen des Absperrventils mittels des Betätigungsarmes 4 wird nicht nur das Ventil geöffnet, sondern auch die Tempe­ raturüberwachungsfunktion dieses Betätigungsmittels wiederhergestellt. So­ lange der Sicherungsstift 14 beim Wiederöffnen des Ventils nach einem tempe­ raturbedingten Schließen an der Außenseite der Federhülse 11 gleitet, drückt der Sicherungsstift an seinem anderen Ende gegen die in Form der zweiten Fe­ der 15 ausgebildete Haltevorrichtung, so daß die als Druckfeder ausgeführte zweite Feder dabei zusammengepreßt wird. Gleichzeitig wird bei dem ersten Öffnen des Absperrventils 1 mit dem Betätigungsmittel 3 nach einem tempera­ turbedingten Verschließen die erste Feder 6 wieder um den Öffnungswinkel zu­ rückgeschoben und damit gespannt. Das Auslöseorgan in Gestalt des Siche­ rungsstiftes 14 verrastet dann die erste Feder 6 in ihrer Ausgangsstellung bei geöffnetem Ventil.

In Fig. 2 ist das Betätigungsmittel 3 bei geschlossenem Ventil dargestellt, wobei das Ventil durch manuelles Schließen geschlossen wurde und nicht durch die Auslösung der Übertemperaturüberwachungseinrichtung. Fig. 4 zeigt das Betätigungsmittel 3 in seitlicher Schnittdarstellung, während die Temperaturüberwachungseinrichtung nicht ausgelöst ist.

Aus den Fig. 8, 9,10 und 11 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Betäti­ gungsmittels 3 zu ersehen. Dieses zweite Ausführungsbeispiel des Betäti­ gungsmittels ist in Fig. 8 in seitlicher Schnittdarstellung und in Fig. 9 in Teil­ schnittdarstellung und Draufsicht bei geöffnetem Absperrventil dargestellt. Die Befestigung des Betätigungsmittels 3 auf den Bolzen 2 des Absperrventils 1 ent­ spricht den beim ersten Ausführungsbeispiel geschilderten Verhältnissen. Das Betätigungsmittel 3 besitzt wiederum einen Betätigungshebel 4. Der von dem Betätigungshebel 4 nach Öffnen und Schließen des Ventils durchlaufene Winkel entspricht dem Öffnungs- bzw. Schließwinkel 5 bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Auch die Befestigung mittels Befestigungsscheibe 8 und Befestigungselement 9 entsprechen der oben beschriebenen Anordnung. Abweichend gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel sind beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 bis 11 die nachfolgend aufgeführten Merkmale.

Der Betätigungshebel 4 des Betätigungsmittels 3 ist gegenüber einem Drehteil 24 drehbar, d. h. der Betätigungshebel 4 ist gegenüber dem Drehteil 24, das fest auf dem Bolzen 2 befestigt ist, verschiebbar. Der Bolzen 2 wiederum ist fest mit dem zu öffnenden und zu schließenden Ventil wie bei dem ersten Ausführungs­ beispiel verbunden.

Das kreisförmig gestaltete Drehteil besitzt eine Bohrung 25, die in Funktion und Aufgabe der Bohrung 13 in dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Das Drehteil 24 besitzt ferner außerhalb seines Mittelpunktes und damit außerhalb des Mittelpunktes des Bolzens 2 ein radial angeordnetes Langloch 26. In dieses Langloch greift ein zweiter Stift 27, der senkrecht auf einem Arm 28 sitzt.

Die gespannte Feder 29 übt über den Arm 28 und den Stift 27 ein Drehmoment auf das Drehteil 24 aus. Die erste Feder 29 ist als Druckfeder ausgeführt. Der Arm 28 und die erste Feder 29 sind derart auf einer Geraden hintereinander angeordnet, daß die Gerade das Drehteil 24 außerhalb von dessen Mittelpunkt bzw. dem Mittelpunkt des Bolzens 2 schneidet.

Das Betätigungsmittel 3 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verfügt analog dem ersten Ausführungsbeispiel wiederum über einen Sicherungsstift 14, der zur Verrastung des Drehteils 24 analog dem ersten Ausführungsbeispiel in die Bohrung 25 des Drehteils 24 bei geöffnetem Absperrventil eingreift.

Das als Sicherungsstift 14 ausgebildete Auslöseorgan gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch von dem Sicherungsstift 14 des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, daß der Sicherungsstift 14 aus einer temperaturabhängigen Formgedächtnislegierung hergestellt ist. Dadurch erfährt bei einer Temperaturänderung nicht der gesamte Sicherungsstift 14 eine Lageveränderung, sondern nur die Spitze 34 des Sicherungsstiftes 14. Der Sicherungsstift 14 ist an seinem der Spitze 34 abgewandten Ende an einem runden, im Querschnitt T-förmigen Fuß 31 befestigt. Der Fuß 31 wird von einer dritten Feder 33, die gegen eine Gewindehülse 32 abgestützt ist, gegen eine Anschlagfläche 37 im Betätigungsarm 4 gedrückt.

Wegen des negativen Temperaturkoeffizienten der Formgedächtnislegierung verkürzt sich der Sicherungsstift 14 bei einem einstellbaren höheren Temperaturwert auf eine geringere Länge. Selbstverständlich können als Material für den Sicherungsstift 14 auch andere, wie etwa magnetostriktive oder piezoelektrische Materialien verwendet werden, wenn diese Materialien in Abhängigkeit von der Temperatur die gewünschte Längenänderung des Sicherungsstiftes 14 bewirken. Die Kraft der dritten Feder 33, mit der sie den Fuß des Sicherungsstiftes gegen den Fuß 31 drückt, kann mittels einer Gewindehülse 32 nach den konstruktiven Erfordernissen geregelt werden.

Der Sicherungsstift 14 ist von einer Isolierung 23 umgeben, in der eine Heizwicklung 22 zur Fernauslösung des Betätigungsmittels angebracht ist. Die Heizwicklung 22 wird beispielsweise über den Anschluß 30 (siehe Fig. 12) kontaktiert. Die erste Feder 29 ist wiederum als Schraubenfeder und als Druckfeder ausgebildet.

Nachstehend soll nun die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels nä­ her beschrieben werden. In den Fig. 8 und 9 ist wie erwähnt das Absperr­ ventil in geöffnetem Zustand dargestellt. Die als Druckfeder ausgebildete erste Feder 29 ist deshalb gespannt. Die erste Feder 29 drückt auf den Arm 28, des­ sen Stift 27 beweglich in dem Langloch 26 des Drehteils 24 gelagert ist. Da bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Betätigungshebel 4 gegenüber dem Drehteil 24 verschiebbar ist, dient das Drehteil 24 zur Umsetzung der linearen Federbewegung der ersten Feder 29 in eine Drehbewegung um 90°, nämlich dem Verschluß- bzw. Öffnungswinkel des Absperrorgans. Eine derartige Dre­ hung um den Schließ- bzw. Öffnungswinkel 5 ist jedoch solange nicht möglich, wie der Sicherungsstift 14 in der Bohrung 25 des Drehteils 24 verrastet ist. Dies ist der Fall, solange die Umgebungstemperatur die gewählte Temperatur­ schwelle für das Auslöseorgan nicht erreicht hat.

Solange das Drehteil 24 durch die Spitze 34 des Sicherungsstiftes 14 gesperrt ist, läßt sich das Betätigungsmittel 3 mit dem Drehteil 24, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, in die Offen- und Geschlossenstellung bewegen. Die Anschläge für beide Positionen werden durch die Aufwölbungen 41 auf dem Arretierblech 40 bestimmt; dies geschieht analog der Funktion beim ersten Ausführungsbeispiel. In dem Betätigungsmittel 3 ist für den Anschlag 7 eine mindestens 90° große Aussparung vorgesehen, damit das Betätigungsmittel 3 ohne Auslösen der Temperaturüberwachungsfunktionen in die Geschlossenstellung bewegt werden kann.

Wird die vorgewählte Temperaturschwelle überschritten, so kommt es durch den negativen Temperaturkoeffizienten der Formgedächtnislegierung des Siche­ rungsstiftes 14 zu einer ersten temperaturbedingten Längenänderung des Stiftes 14. Da der Sicherungsstift 14 im Fuß 31 befestigt ist und der Fuß 31 durch die Anschlagfläche 37 in seiner Bewegung in Richtung des Drehteils 24 begrenzt wird, zieht sich die Spitze 34 des Sicherungsstiftes 14 aus der Bohrung 25 zurück und gibt das Drehteil frei.

Nach Freigabe des Drehteils 24 durch die Spitze 34 des Sicherungsstiftes 14 führt die lineare Expansionsbewegung der ersten Feder 29 über den Arm 28 wegen der beweglichen Lagerung des am Arm 28 angebrachten Stiftes 27 in dem Langloch 26 zu einer Rotationsbewegung des Drehteils 24. Das Ventil wird dabei durch die Drehung des Drehteils um 90° geschlossen.

Nach Überschreiten der gewählten Temperaturschwelle und der dann einset­ zenden Abkühlung erfolgt bei dem Sicherungsstift 14 selbsttätig infolge einer zweiten, der ersten entgegengesetzten und ebenfalls temperaturbedingten Längenänderung eine Lageverschiebung der Spitze 34 und damit der Versuch des Sicherungsstiftes, wieder in die Ausgangsstellung zurückzukehren. Da das Drehteil 24 noch in der Geschlossenstellung steht, wird die Längenänderung des Auslöseorgans durch die dritte Feder 33 kompensiert, indem der Fuß 31 gegen die Kraft der Feder 33 in die Gewindehülse gedrückt wird. Dadurch wird eine Zerstörung oder Deformation des Sicherungsstiftes 14 verhindert. Bei dem dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß die erste Längenänderung ein Zusammenziehen des Auslöseorgans bewirkt, und die entgegengesetzte zweite Längenänderung damit eine Ausdehnung auf die ursprüngliche Länge des Auslöseorgans bewirkt. Die Spitze 34 des Sicherungs­ stiftes 14 gleitet nach einer wärmebedingten Auslösung und Schließung des Ab­ sperrventils auf der Mantelfläche des zylindrischen Drehteils 24. Siehe dazu die Fig. 10 und 11, bei denen das Absperrventil in geschlossener Stellung mit ausgelöster Temperaturüberwachungsfunktion dargestellt ist. Um in die Schließposition des zweiten Ausführungsbeispieles zu gelangen, wird also nur das Drehteil 24 und nicht der Betätigungshebel 4 bewegt.

Um schließlich nach der Abkühlung auf die Betriebstemperatur die Temperatur­ überwachungsfunktion des Betätigungsmittels 3 wiederherzustellen, ist es erfor­ derlich, den Betätigungshebel 4 in die Geschlossenstellung nachzuführen. Da­ durch wird die erste Feder 29 wieder zwangsweise gespannt.

Der Sicherungsstift 14, der durch die zweite, der ersten entgegengesetzten Län­ genänderung seine ursprüngliche Länge wieder erreicht hat, greift mit seiner Spitze 34 wieder in die Bohrung 25 des Drehteils ein und blockiert durch Verrastung die erste Feder 29 erneut in ihrer gespannten Stellung. Durch Drehung des Betätigungshebels 4 wird das Ventil wieder geöffnet und ist für ein neuerliches Auslösen der Temperaturüberwachungsfunktion bereit.

Die Fig. 12 und 13 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Betätigungsmittels. Der Betätigungshebel 4 weist eine kreisringförmige Aussparung auf, in die eine Arretiervorrichtung 36 eingepaßt ist, die sich wenigstens über den Bereich des Drehwinkels 5 des Betätigungsmittels 3 erstreckt. Sie hat die Aufgabe, das Auslöseorgan, das wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel als Spitze 34 eines Sicherungsstiftes 14 aus einer Formgedächtnislegierung ausgebildet sein kann, bei Drehung des Betätigungshebels 4 entlang des äußeren Radius der Aussparung zu führen. An einem Ende hat die Arretiervorrichtung 36 (ebenso wie die Federhülse 11 des Ausführungsbeispiels 1) einen Kopf 12 mit einer seitlich angebrachten Bohrung 13, in die die Spitze 34 des Sicherungsstiftes 14 eingreifen kann. In der Aussparung ist eine Schenkelfeder 35 angeordnet, die mit einem Schenkel fest mit dem Betätigungshebel 4 verbunden ist. Der zweite Schenkel der Schenkelfeder 35 drückt gegen den Kopf 12 der Arretiervorrichtung 36. In Fig. 12 ist beispielhaft ein elektrischer Anschluß 30 für die Heizwicklung 22 eingezeichnet.

Die Bedeutung der nicht aufgeführten Teile des dritten Ausführungsbeispiels entspricht der der vorangestellten Ausführungsbeispiele.

Im folgenden wird die Funktionsweise des dritten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Fig. 13 zeigt das Betätigungsmittel 3 bei geöffnetem Absperrventil und bei gespannter Schenkelfeder 35. Die Temperaturüberwachungsfunktion ist akti­ viert.

Die gespannte Schenkelfeder 35 übt eine Kraft zwischen dem Kopf 12 der Arre­ tiervorrichtung 36 und dem Betätigungshebel 4 aus. Da der Kopf 12 an dem An­ schlag 7 anliegt und nicht über diesen hinaus bewegt werden kann, versucht die Feder 35 den Betätigungshebel 4 im Uhrzeigersinn zu drehen. Da der mit seiner Spitze 34 in die Bohrung 13 eingreifende Sicherungsstift 14 eine starre Verbindung zwischen dem Betätigungshebel 4 und dem Kopf 12 der Arretiervorrichtung 36 schafft, ist keine relative Bewegung zwischen diesen Bauteilen möglich. Deshalb bleibt das Ventil geöffnet.

Wenn die Länge des Sicherungsstiftes 14 durch Überschreiten einer oberen Temperaturschwelle einen niedrigeren Wert annimmt, so daß sich seine Spitze 34 aus der Bohrung 13 im Kopf 12 herausbewegt, wird die starre Verbindung zwischen dem Betätigungshebel 4 und dem Kopf 12 gelöst, und der Betätigungshebel 4 wird durch die Kraft der Schenkelfeder 35 im Uhrzeigersinn bewegt. Dadurch wird das Absperrventil geschlossen.

Bei Unterschreiten einer zweiten Temperaturschwelle, die durch geeignete Wahl des Materials des Sicherungsstiftes 14 vorgebbar ist, dehnt sich der Sicherungs­ stift 14 auf seine ursprüngliche Länge aus. Da sich der Sicherungsstift 14 in Richtung des Ventilbolzens 2 nur bis zur Arretiervorrichtung 36 ausdehnen kann, wird der Fuß 31 in welchem der Sicherungsstift 14 befestigt ist, in die Gewindehülse 32 gedrückt.

Bei Zurückführen des Betätigungshebels 4 in die Offenstellung des Absperrven­ tils wird die Schenkelfeder 35 gespannt. Die Spitze 34 des Sicherungsstiftes 14 wird durch die Arretiervorrichtung 36 auf dem äußeren Radius der Aussparung geführt, bis sie bei Erreichen der Offenstellung in die Bohrung 13 des Kopfes 12 der Arretiervorrichtung 36 eingreifen kann. Dann ist der Betätigungshebel 4 in der Offenstellung verrastet und die Temperaturüberwachungsfunktion ist wieder aktiviert.

Claims (23)

1. Betätigungsmittel zum Öffnen und Schließen eines Absperrorgans für Lei­ tungen, das auf einem Bolzen sitzt, der fest mit dem Verschlußteil des Absperrorgans verbunden ist, wobei eine am Betätigungsmittel gespannt gelagerte erste Feder derart angeordnet ist, daß sie das Absperrorgan stets in Schließstellung bringen möchte, daran jedoch bei einer vorgebbaren Betriebstemperatur durch temperaturabhängige hemmende Mittel gehindert wird und bei Überschreiten einer vorgewählten oberen Temperaturschwelle die hemmenden Mittel die erste Feder freigeben und so ein Verschließen der Leitung durch das Absperrorgan auslösen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der gewählten oberen Temperaturschwelle ein Auslöseorgan infolge einer ersten temperaturbedingten Lageverschiebung die erste Feder freigibt, daß ferner nach Unterschreiten einer gewählten unteren Temperaturschwelle beim Abkühlen das Auslöseorgan selbsttätig infolge einer zweiten, entgegengesetzten Lageverschiebung wieder in die Ausgangsstellung zurückzukehren sucht, und daß die Temperaturüberwachungsfunktion des Betätigungsmittels derart wiederherstellbar ist, daß durch Nachführen eines Betätigungshebels in die Geschlossenstellung die erste Feder zwangsweise gespannt wird, und daß das Auslöseorgan durch Verrasten die erste Feder erneut in ihrer Ausgangsstellung blockiert.

2. Betätigungsmittel zum Öffnen und Schließen eines Absperrorgans für Lei­ tungen, das auf einem Bolzen sitzt der fest mit dem Verschlußteil des Absperrorgans verbunden ist, wobei eine am Betätigungsmittel gespannt gelagerte erste Feder derart angeordnet ist, daß sie das Absperrorgan stets in Schließstellung bringen möchte, daran jedoch bei einer vorgebbaren Betriebstemperatur durch temperaturabhängige hemmende Mittel gehindert wird und bei Überschreiten einer vorgewählten oberen Temperaturschwelle die hemmenden Mittel die erste Feder freigeben und so ein Verschließen der Leitung durch das Absperrorgan herbeiführen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der gewählten oberen Temperaturschwelle das Auslöseorgan infolge einer ersten tem­ peraturbedingten Lageverschiebung die erste Feder freigibt, daß ferner nach Unterschreiten einer gewählten unteren Temperaturschwelle beim Abkühlen das Auslöseorgan sich selbsttätig infolge einer zweiten entgegengesetzten und ebenfalls temperaturbedingten Lageverschiebung wieder in die Ausgangsstellung zurückzukehren sucht, und daß die Temperaturüberwachungsfunktion des Betätigungsmittels derart wiederherstellbar ist, daß durch ein erstes Öffnen des Absperrorgans die erste Feder zwangsweise gespannt wird, und daß das Auslöseorgan durch Verrasten die erste Feder erneut in ihrer Ausgangsstellung blockiert.

3. Betätigungsmittel zum Öffnen und Schließen eines Absperrorgans für Lei­ tungen, das auf einem Bolzen sitzt, der fest mit dem Verschlußteil des Ventils verbunden ist, wobei eine am Betätigungsmittel gespannt gelagerte erste Feder derart angeordnet ist, daß sie das Absperrventil stets in Schließstellung bringen möchte, daran jedoch bei einer vorgebbaren Be­ triebstemperatur durch temperaturabhängige hemmende Mittel gehindert wird und bei Überschreiten einer vorgewählten oberen Temperaturschwelle die hemmenden Mittel die erste Feder freigeben und so ein Verschließen der Leitung durch das Absperrventil auslösen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der gewählten oberen Temperaturschwelle das Auslöseorgan dadurch, daß seine Lage aufgrund der ersten Temperaturänderung gegen die Kraft einer zweiten Feder geändert wird, die erste Feder freigibt, daß ferner nach Unterschreiten der Temperaturschwelle die zweite Feder das Auslöseorgan infolge der zweiten entgegengesetzten Temperaturänderung in die Ausgangsstellung zurückzuverschieben sucht, und daß die Temperaturüberwachungsfunktion des Betätigungsmittels derart wiederherstellbar ist, daß durch ein erstes Öffnen des Absperrorgans und dem damit verbundenen Spannen der ersten Feder am Betäti­ gungsmittel das Auslöseorgan durch Verrasten die erste Feder erneut in ihrer Ausgangsstellung blockiert.

4. Betätigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu dem Bolzen, der mit dem Verschlußteil verbunden ist, ein zylinderförmiges Drehteil angebracht ist, dessen Mantelfläche eine Bohrung aufweist, in die das Auslöseorgan bei gespannter erster Feder eingreift, daß in dem Drehteil außerhalb der Zylinderachse ein in radialer Richtung verlaufendes Langloch vorgesehen ist, in das ein Stift eingreift, der an einem Ende eines Arms angebracht ist, dessen anderes Ende mit der ersten gespannten Feder verbunden ist, und der Arm die Kraft der Feder in ein auf das Drehteil wirkendes Drehmoment überführt.

5. Betätigungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder in einer konzentrisch um die Drehachse des Verschlußteils verlaufenden, kreisringförmigen Aussparung des Betätigungsmittels an­ geordnet ist, daß in diese Aussparung eine Arretiervorrichtung eingepaßt ist, die sich wenigstens über den Bereich des Drehwinkels des Betäti­ gungsmittels erstreckt und das Auslöseorgan entlang des äußeren Radius der Aussparung führt, und die einen Kopf mit einer seitlich angebrachten Bohrung aufweist, in die das Auslöseorgan bei gespannter erster Feder eingreift.

6. Betätigungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder in einer konzentrisch um die Drehachse des Verschlußteils verlaufenden, kreisringförmigen Aussparung des Betätigungsmittels angeordnet ist, daß ein Teil der ersten Feder in einer Federhülse gelagert ist, die sich wenigstens über den Bereich des Drehwinkels des Betätigungsmittels erstreckt und das Auslöseorgan entlang des äußeren Radius der Aussparung führt und die einen Kopf mit einer seitlich angebrachten Bohrung aufweist, in die das Auslöseorgan bei gespannter erster Feder eingreift.

7. Betätigungsmittel nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lageverschiebung der Spitze des Auslöseorgans durch eine temperaturbedingte Längenänderung erzeugbar ist.

8. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste Feder als Schraubenfeder ausgebil­ det ist.

9. Betätigungsmittel nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder als Schenkelfeder ausgebildet ist.

10. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 3, 4, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder als Druckfeder ausgebil­ det ist.

11. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseorgan als Sicherungsstift aus­ gebildet ist, der aus einem Material mit negativem Temperaturkoeffizienten besteht, und der mit einem Ende an einem Fuß befestigt ist, der bei einer Längenkontraktion dieses Ende fixiert.

12. Betätigungsmittel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Si­ cherungsstift aus einer Formgedächtnislegierung besteht.

13. Betätigungsmittel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Si­ cherheitsstift aus magnetostriktivem oder piezoelektrischem Material hergestellt ist.

14. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der dritten Feder, die auf den Fuß des Sicherungsstiftes wirkt, regelbar ist.

15. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und dritte Feder als Schraubenfedern ausgeführt sind.

16. Betätigungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und dritte Feder als Schraubenfedern ausgebildet sind.

17. Betätigungsmittel nach Anspruch 3 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseorgan als Sicherungsstift ausgebildet ist, der entgegen der Kraft der zweiten Feder gelagert ist, daß an einem Absatz des Sicherungsstifts ein Ende eines drehbar gelagerten Hebelarms angreift, und daß der Hebelarm an seinem anderen Ende von einem Temperaturweggeber ausgelenkt wird.

18. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 3, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der zweiten Feder auf den Siche­ rungsstift regelbar ist.

19. Betätigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtungen für das Betätigungsmittel an dem Bolzen und an dem Absperrorgan derart ausgebildet sind, daß das Betätigungsmittel während des Betriebes an vorhandenen Absperrorganen anbringbar ist.

20. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel für Absperrorgane von Leitungen für gasförmige Medien vorgesehen ist.

21. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel für Absperrorgane von Leitungen für Flüssigkeiten vorgesehen ist.

22. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel für Absperrorgane von Leitungen für Feststoffe vorgesehen ist.

23. Betätigungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturabhängigen Weggeber für das Auslöseorgan äußerlich mit einer elektrischen Heizwicklung umgeben sind.