DE7105262U

DE7105262U - Gasbetaetigtes sicherheitsventil

Info

Publication number: DE7105262U
Application number: DE19717105262U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-02-13
Filing date: 1971-02-12
Publication date: 1971-07-22
Also published as: NO130653B; NO130653C; DE2106652A1; BE853030Q; NL7101936A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gasbetätigtes Sicherheitsventil, das ein Ventilgehäuse mit einem Durchströmkanal, Mittel zur Erzeugung eines explodierenden Gases in einer Gaskammer auf ein zugeführtes Signal hin und ein Ventilelement umfasst, das durch den Gasdruck in der Gaskammer betätigbar ist, um den Strömungsquerschnitt des Durchströmkanals zu regulieren.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist insbesondere die Schaffung eines Sicherheitsabschließventils, das in der Wasserzuführleitung einer Haushaltmaschine montierbar ist und mit einem Feuchtigkeitsdetektor zusammenwirkt, der ein Signal zur Betätigung des Ventils zwecks Abschlusses der Wasserzufuhr zur Maschine liefert, falls infolge eines Fehlers Wasser aus der Maschine herausläuft.

Ein einfaches, verlässliches und preiswertes Ventil, das diese Erfordernisse erfüllt, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der gaserzeugenden Stoffe ein Ventilteil vorgesehen ist, der abnehmbar mit dem Ventilgehäuse verbunden ist, und dass das Ventilelement verschiebbar mit dem Ventilteil derart verbunden ist, dass es im Ventilgehäuse damit zusammen entfernbar ist.

Das Ventil wird in geeigneter Weise durch Zuführen eines elektrischen Signals zu einer elektrischen
<NichtLesbar>
od. dgl. betätigt. Das zur Betätigung des Ventils gesendete Signal muß indessen nicht ein elektrisches Signal, sondern kann z. B. auch ein Drucksignal sein.

Die durch die Erfindung ermöglichten Vorteile und Weiterbildungsmerkmale der Erfindung werden anhand der in der Zeichnung veranschaulichten beiden Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein kombiniertes Sicherheits-Einweg- und -Drosselventil, das zur Montage in der Wasserzuführleitung einer Haushaltsmaschine geeignet ist; und

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Sicherheitsabschlussventil.

In Fig. 1 ist ein Ventilgehäuse 1 mit einem ersten Anschluß 3 und einem zweiten Anschluß 5 versehen, mittels derer das Ventil mit der Wasserzuführleitung einer Haushaltsmaschine, z. B. Geschirrspülmaschine verbunden werden kann. Das Ventilgehäuse hat einen Sitz 7, an dem ein Ventilkegel 9 dicht anliegen kann, wie dargestellt ist, indem ein Ventileinsatz 11 in das Gehäuse axial nach innen eingeschraubt wird. Ein O-Ring 13 verhindert das Lecken von Flüssigkeit durch die Schraubverbindung zwischen dem Ventileinsatz 11 und dem Ventilgehäuse 1. Der Ventileinsatz 11 ist in seiner eingestellten Stellung mittels einer Haltemutter 15 verriegelt.

Der Ventilkegel 9 hat eine zentrale Öffnung 17 und bildet innen einen Sitz 19 für ein Scheibenventilelement 21. Das Ventilelement 21 hat einen Ventilschaft 23, der in einer Bohrung 25 geführt ist, die in einem zylindrischen Kolben 27 vorgesehen ist. Zwischen dem Boden der Bohrung 25 und dem Ende des Ventilschafts 23 befindet sich eine Druckfeder 29.

Unter hoher Reibungskraft lässt sich der Kolben 27 axial in einem muffenartigen Ansatz 31 des Ventilkegels 9 bewegen. Nach Wunsch kann ein O-Ring 33 zwischen dem Kolben und der Muffe eingefügt werden. Die Muffe ist in einer Bohrung 35 verschiebbar, die im Ventileinsatz 11 angebracht ist. Ein O-Ring 37 kann nach Wunsch zwischen der Muffe 31 und dem Ventileinsatz 11 eingefügt sein. Wenn der Kolben 27 und die Muffe 31 aus geeignetem Material, z. B. Polytetrafluoräthylen bestehen, lässt sich eine Gleitwirkung unter Beibehaltung der Abdichtung erzielen. Die Verwendung von O-Ringen ist dann überflüssig.

Das äußere Ende des Ventileinsatzes 11 weist eine Bohrung 39 auf, deren äußerer Teil 41 mit Gewinde versehen und von größerem Durchmesser als der Rest der Bohrung ist, so dass eine Schulter 43 gebildet wird. Die Schulter 43 bildet einen Sitz für eine explosive Ladung, z. B. eine
<NichtLesbar>

45. In dem Gewindeteil 41 ist eine Glühkerze 47 eingeschraubt, die für Niederspannungsstromzuführung bestimmt ist. Im dargestellten Beispiel kann die Glühkerze z. B. in einem Stromkreis angeschlossen sein, der eine Taschenlampenbatterie und einen Feuchtigkeitsdetektor umfasst, der den Kreis normalerweise offen hält. Der Feuchtigkeitsdetektor wird unterhalb der Haushaltsmaschine montiert, und wenn ein Fehler auftritt, der ein Ausströmen von Wasser aus der Maschine hervorruft, stellt der Feuchtigkeitsdetektor die Anwesenheit von Wasser fest und schließt den Stromkreis, wodurch die Glühkerze heiß wird.

Das Ventil des dargestellten Ausführungsbeispiels lässt sich in zwei verschiedenen Weisen anschließen. Nach Verbinden des Anschlusses 3 mit der Wasserleitung und des Anschlusses 5 mit der Haushaltsmaschine arbeitet das Ventil als Einweg-Ventil. Alternativ arbeitet das Ventil nach Verbinden des Anschlusses 5 mit der Wasserleitung und des Anschlusses 3 mit der Haushaltsmaschine als einstellbares Drosselventil. Die Sicherheitsfunktion des Ventils wird jedoch in beiden Fällen erhalten.

Das Ventil bei Anschluß als Einweg-Ventil

Hierbei strömt das Wasser durch den Anschluß 3 und treibt das Ventilelement 21 aufwärts in den Kolben 27 gegen die Wirkung der Feder 29, legt die Öffnungen 49, 51 in der Ventilmuffe 31 und dem Ventileinsatz 11 frei und ermöglicht, dass Wasser zum Anschluss 5 strömt. Wenn aus irgendeinem Grund der Druck am Anschluß 5 ansteigt und den am Anschluß 3 übertrifft, wird das Ventilelement 21 durch die Kraft der Feder 29 gegen den Ventilsitz 19 gedrückt und dann dicht gegen den Sitz 19 durch den Flüssigkeitsdruck gehalten, der an der Oberseite des Ventilelements 21 wirkt. Rückfluß von Wasser wird so verhindert.

Falls der Feuchtigkeitsdetektor ein Signal übermittelt, wird die Glühkerze 47 heiß, und dadurch detoniert die Stoßkappe 45, Gas unter Druck strömt dann in die Detonationskammer, die durch die Bohrung 39 gebildet wird, und wirkt auf die obere Seite des Kolbens 27, wodurch dieser zu einer Abwärtsbewegung gezwungen wird. Die untere Seite des Kolbens bewegt dann das Ventilelement 21 in Anlage am Sitz 19. Die Reibungskraft zwischen dem Kolben 27 und der Muffe 31 soll dabei größer als die maximale Kraft sein, die der Wasserdruck am Anschluß 3 auf die untere Seite des Ventilelements 21 ausüben kann, weil dieser Wasserdruck das Ventilelement 21 vom Sitz abzuheben sucht. Das Ventil bleibt so geschlossen.

Nach Beseitigung des Fehlers an der Haushaltsmaschine kann der Ventileinsatz 11 unter Einführen eines geeigneten Werkzeuges in einen Schraubenzieherschlitz 53 an der Oberseite losgeschraubt werden. Der Koben 27 wird dann in seine höchste Stellung zurückgedrückt, und der Ventileinsatz 11 wird wieder eingestellt. Die Glühkerze 47 wird entfernt, und eine neue Detonationskappe 45 wird in Stellung gebracht.

Das Ventil bei Anschluß als Drosselventil

Wenn das Ventil als einstellbares Drosselventil arbeiten soll, wird der Anschluß 5 mit der Wasserleitung verbunden, während der Anschluß 3 mit der Haushaltsmaschine verbunden wird. Die Einwegfunktion des Ventils ist nun nicht in Betrieb, da das Ventilelement 21 durch den höheren am Anschluß 5 vorliegenden Druck in geschlossener Stellung gehalten wird. Die Fig. 1 zeigt das Ventil in geschlossener Stellung, und das Ausmaß, in dem das Ventil den Durchstrom des Mediums drosselt, wird durch Schrauben des Ventileinsatzes 11 nach innen oder außen im gewünschten Umfang reguliert, worauf der Ventilkegel 9 vom Ventilsitz 7 entfernt wird und einen einstellbaren Durchströmspalt freigibt.

Wenn der Glühkerze 47 Strom zugeführt wird, wird der Kolben 27 unter dem Einfluß des Gasdrucks, wie oben erläutert, nach unten getrieben. Die Muffe 31 macht diese Bewegung mit und bewegt sich nach unten, bis der Ventilkegel 9 auf dem Ventilsitz 7 aufsitzt und das Ventil schließt.

Wie oben erwähnt wurde, wird das Ventil durch Schrauben des Ventileinsatzes 11 und Bewegen des Kolbens 27 sowie in diesem Fall der Muffe 31 in ihre Ausgangsstellung wieder eingestellt.

Wenn erwünscht, kann ein Kanal 55 geringen Querschnittes vorgesehen sein, der sich von der Bohrung 39 oder der Bohrung 35 zum Umfang des Ventileinsatzes 11 erstreckt. Gas kann man dann langsam durch diesen Kanal ausströmen lassen, wodurch gesichert wird, dass kein Restdruck im Ventil verbleibt, der das Wiedereinstellen des Ventils in die Ausgangsstellung schwierig machen würde. Der Punkt, an dem der Kanal 55 am Umfang des Ventileinsatzes 11 mündet, kann mit einer dünnen Farbschicht 57 od. dgl. abgedichtet sein, die weggeblasen wird, wenn Gas aus dem Kanal ausströmt. Damit wird eine optische Anzeige gegeben, dass das Sicherheitsventil betätigt wurde.

Das in Fig. 2 dargestellte Sicherheitsventil umfasst ein Ventilgehäuse 59 mit einem Ventilsitz 61. Das Ventilgehäuse ist axial außerhalb des Ventilsitzes 61 mit einer Gewindeöffnung 63 versehen, in die ein Ventilteil 65 entfernbar geschraubt und dort mit einem O-Ring 67 abgedichtet ist. Ein Ventilelement 71 aus Polyamid ("Nylon") oder Polytetrafluoräthylen ist zur Bewegung in einer Bohrung 69 im Ventilteil 65 eingerichtet. Der untere Teil des Ventilelements 71 hat einen geringeren Durchmesser als sein restlicher Teil und ist dicht in einer Bohrung 73 geführt, die im unteren Ende des Ventilteils 65 angeordnet ist. Ein O-Ring 75 umgibt oben den unteren Teil des Ventilelements 71. Der obere Teil des Ventilelements 71 liegt dicht in der Bohrung 69.

Das obere Ende der Bohrung 69 ist mittels eines Schraubstopfens 77 abgedichtet, der ähnlich dem Ventilteil 65 einen sechseckigen Umfang hat, um die Montage und
<NichtLesbar>
mittels eines geeigneten Werkzeugs zu ermöglichen
<NichtLesbar>

O-Ring 79 bewirkt eine Abdichtung zwischen dem Stopfen 77 und dem Ventilteil 65. Der Stopfen 77 weist einen durchgehenden Kanal 81 auf, in dessen oberes Ende ein Halter 83 für eine Detonationsmasse 85 eingeschraubt ist. Die Detonationsmasse wird durch Stromzufuhr über zwei Anschlussdrähte 87 elektrisch gezündet, die durch eine Haltekappe 89 nach außen ragen.

Die Bohrung 69 bildet die Detonationskammer für eine explosive Ladung 91, die zwischen dem Stopfen 77 und dem Ventilelement 71 liegt und die Form einer Nitrozellulosescheibe hat. Wenn der Detonationsmasse 85 z. B. von einer am Boden unterhalb einer Waschmaschine angeordneten Batterie Strom zugeführt wird, die geeignet ist, automatisch in Betrieb gesetzt zu werden, wenn sie mit Wasser in Berührung kommt, zündet die Detonationsmasse die Ladung 91. Das dabei gebildete Gas treibt dann das Ventilelement 71 nach unten in die Bohrung 69. Das Ventilelement 71 hat ein konisches Ende oder eine Spitze 93, die nach unten in den Sitz 61 getrieben wird und sich verformt, um eine Abdichtung am Sitz zu ergeben. Das Ventilelement bleibt infolge der Reibung an den Seiten der Bohrungen 69 und 73 in dieser Stellung. Das Gas strömt durch einen Kanal 95 aus.

Wenn ein betätigtes Ventil wieder einzustellen ist, wird der Ventilteil 65 entfernt, und das Ventilelement 71 wird zurückgezogen. Nach dem Entfernen des Stopfens 77 kann das Ventilelement gegen ein neues ausgetauscht werden, und es lässt sich eine neue Ladung 91 einbringen. Nach dem Auswechseln der Detonationsmasse und dem Wiederzusammenschrauben der Teile ist das Ventil zur nächsten Verwendung bereit.

Ein Ventil, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, lässt sich auch zum Öffnen des Durchströmkanals z. B. eines

Spritzsystems (Feuerlöschsystems) verwenden. Dabei ist der Sitz 61 normalerweise mit einer Dichtungsplatte abgedichtet, während die Spitze des Ventilelements durchbohrt ist oder Nuten aufweist. Bei Betätigung entfernt oder durchbohrt das Ventilelement die Platte und ermöglicht ein Durchströmen des Sitzes.

Als Alternative zur explosiven Ladung im vorstehenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, zwei oder mehr Stoffe zu verwenden, die zu einer Explosion mit Gasentwicklung kommen, wenn sie miteinander in Berührung gebracht werden. Ein solcher Stoff kann direkt in der Gaskammer angeordnet sein, während der andere Stoff oder einer der anderen Stoffe in einem geschlossenen Behälter untergebracht ist, wobei das Ventil mit Mitteln versehen ist, die im Ansprechen auf zugeführte Signale eine Verbindung zwischen dem Behälter und der Gaskammer herstellen. Hierfür kann der im Behälter untergebrachte Stoff zweckmäßig flüssig sein.

Der Behälter besteht zweckmäßig aus einer Kunststoffampulle, die in der Gaskammer angebracht ist, und eine Drahtwendel ist in der Nähe davon angeordnet und dazu bestimmt, Löcher in die Ampullenwand zu schmelzen, wenn der Drahtwendel ein Stromstoß zugeführt wird. Der im Behälter untergebrachte Stoff fließt dann heraus und reagiert mit dem in der Gaskammer untergebrachten Stoff.

Man kann eine große Zahl von Stoffen auswählen, um die explosive Gasentwicklung zu erzeugen, die nötig ist, um das Ventil funktionieren zu lassen. Als Beispiele solcher

Stoffe sind Kaliumpermanganat und Wasserstoffperoxyd zu erwähnen, wobei Wasserstoffperoxyd in der Kunststoffflasche einzuschließen wäre.

Anstatt eines Behälters kann das Ventil mit einer Kammer für den zweiten Stoff versehen sein, die vom Teil der Gaskammer getrennt ist, der den ersten Stoff
<NichtLesbar>

Wenn dem Ventil ein Betätigungssignal zugeführt
<NichtLesbar>
wird eine Verbindung zwischen der Kammer und der Gaskammer in gewünschter Weise, z. B. mittels Durchbohrens eines Diaphragmas im Ansprechen auf ein Drucksignal hergestellt, so dass die beiden Stoffe miteinander in Berührung gebracht werden und dadurch das Ansprechen des Ventils bewirken.

Claims

1. Ventil mit einem Ventilgehäuse mit einem Durchströmkanal, Mitteln zur explosiven Gaserzeugung in einer Gaskammer im Ansprechen auf ein zugeführtes Signal und einem Ventilelement, das durch den Gasdruck in der Gaskammer zwecks Regulierung des Strömungsquerschnitts des Durchströmkanals betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der gaserzeugenden Stoffe (45; 85, 91) ein Ventilteil (11; 31; 65) vorgesehen ist, der abnehmbar mit dem Ventilgehäuse (1; 59) verbunden ist, und dass das Ventilelement (21; 31; 71) verschiebbar mit dem Ventilteil derart verbunden ist, dass es in dem Ventilgehäuse damit zusammen entfernbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der abnehmbare Ventilteil (11; 31; 65) eine Bohrung (35; 69) aufweist, die die Gaskammer bildet und in der das Ventilelement beweglich ist, das einen Kolben (31 + 27; 27; 71) bildet.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (9; 93) des Ventilelements (31; 71) kegelförmig und aus einem deformierbaren Werkstoff und dazu eingerichtet ist, mit einem Ventilsitz (7; 61) zusammenzuwirken, durch den das Medium im Durchströmkanal des Ventilgehäuses (1; 59) strömt.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (31; 71) aus Kunststoff ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Bohrung (35; 69), das dem Ventilgehäuse (1; 59) entgegengesetzt ist, mittels eines Ventilverschlusskörpers (47; 77) mit den Gaserzeugungsstoffen abgedichtet ist.

6. Ventil nach Anspruch 2 in Form eines Einwegventils, bei dem das Ventilelement eingerichtet ist, bei Strom des Mediums in der Rückwärtsrichtung automatisch an einem Ventilsitz zum Schließen des Stroms des Mediums anzuliegen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einwegventilkolben (27) vorgesehen ist, der unter dem Einfluß von Gasdruck in der Gaskammer (31) in Richtung auf das Einwegventilelement (21) bewegt wird, um eine unbewegliche Anlage des Elements am Einwegventilsitz (19) zu bewirken (Fig. 1).

<NichtLesbar>
von einem Anschluß (5) des Ventils durch das Einwegventil zu einem den Ventilteil (11) umgebenden Raum aufweisen, der mit dem zweiten Anschluß (3) am Ventil in Verbindung steht, und dass der Einwegventilkolben (27) im muffenartigen Ventilelement (31) verschiebbar ist.

8. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal (55) geringen Durchströmquerschnittes vorgesehen ist, der die Gaskammer (39) mit Atmosphäre verbindet und das Gas an einer gut sichtbaren Stelle am Ventil herauslässt, wobei die Mündung des Kanals mit einem Anzeigemittel, z. B. einer dünnen Farbschicht (57) abgedichtet ist, die sich durch den Gasdruck wegblasen lässt.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass außer der Gaskammer zur Aufnahme eines ersten gaserzeugenden Stoffes eine geschlossene Kammer zur Aufnahme eines zweiten gaserzeugenden Stoffes vorgesehen ist und dass das Ventil mit Mitteln versehen ist, die im Ansprechen auf ein zugeführtes Betätigungssignal eine Verbindung zwischen der Kammer und der Gaskammer ergeben.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer aus einer Kunststoffampulle besteht, die in der Gaskammer angeordnet ist, und dass das Ventil eine Glühdrahtwendel umfasst, die zum Schmelzen eines Loches in die Ampulle bestimmt ist, wenn der Drahtwendel das elektrische Betätigungssignal zugeführt wird.

11. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz mit einer Platte versehen ist, die zunächst zum Verhindern des Durchstroms von Medium dient, und dass das Ventilelement geeignet ist, auf die Platte bei Betätigung des Ventils so einzuwirken, dass der Durchstrom des Mediums freigegeben wird.