DE8510235U1

DE8510235U1 - Sicherheits-Absperrvorrichtung für Gasleitungen

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Publication number: DE8510235U1
Application number: DE8510235U
Authority: DE
Original assignee: Johann Baptist Rombach & Co Kg 7500 Karlsruhe De GmbH
Current assignee: Johann Baptist Rombach & Co Kg 7500 Karlsruhe De GmbH
Priority date: 1985-04-06
Filing date: 1985-04-06
Publication date: 1985-07-18

Description

PATENTANWALT DR.-ING. KLAUS DURM KARLSRUHE FELIXL-MOTTL-STSASSE 1a -TELEFON 853355

ZUGELASSENER VfcRTfcETEf B&IM €Uf{0PAI$CHEN PATENTAMT ·..'*.. .. .

R 3292/85
18. März 1985

Johann Baptist Rombach GmbH & Co. KG, Karlsruhe

7500 Karlsruhe 21
Hardeckstraße 2

Slcherheits-Absperrvorrichtunq fttr Gasleitungen

Bei der Neuerung handelt es sich um eine Sicherheits-Absperrvorrichtung für Gasleitungen, mit einem Druckgehäuse, welches eine durch eine Feder belastete Arbeitsmembran in einen Druckraum und einen Arbeitsraum teilt, mit einem Membranteller, an welchem eine die Arbeitsmembran durchsetzende und im Arbeitsraum ein Widerlager für die Feder tragende Membranstange angeordnet ist, an welcher ein im Druckraum angelenkter Rasthebel angreift, der an einem zweiarmigen Kipphebel anstößt, der mit einer Nase die Ringschulter eines Ventilstössels lösbar hintergreift, an welchem ein unter Federdruck stehender Absperrventilteller sitzt.

Die Neuerung dient - nahezu ausschließlich in Verbindung mit einem Gasdruck-Regelgerät - zur Sicherung der Gasleitungen von Hausinstallationen und von Industrie-Gasbrennern.

Sicherheits-Absperrvorrichtungen der eingangs erwähnten Bauart, welche bei Überdruck und/oder Unterdruck in der Gasausgangsleitung ein zuverlässiges Absperren bewirken, sind seit Jahren bekannt und werden von der Anmelderin in großem Umfang wergestellt und vertrieben. An diese außerordentlich zuverlässig arbeitenden Geräte wurde in jüngster Zeit die Forderung gestellt, daß sie die Gasleitung auch dann absperren, wenn ihre Arbeitsmembran etwa undicht werden würde. An diesen Punkt greift die Neuerung ein.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheits-Absperrvorrichtung für Gasleitungen so auszubilden, daß diese bei Beschädigungen der Arbeitsmembran auslöst und die Gasleitung geschlossen wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird von einer bekannten Sicherheit s-Absperrvorrichtung der oben beschriebenen Ausführungsform ausgegangen und gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß im Arbeitsraum über der Arbeitsmembran eine mit einer kleinen Öffnung versehene Sicherheitsmembran angeordnet ist, die mittig an einem auf der Membranstange verschiebbaren Einspannfutter festgeklemmt ist, welches über dem Membranteller steht und eine mit einer Erweiterung versehene, zylindrische Ausnehmung besitzt, in deren Engteil ein Kranz von losen Kugeln sitzt, welcher auf einer Schulter der Membranstange aufliegt, daß das Einspannfutter einen zylindrischen Hohlstutzen trägt, dessen freies Ende dem Widerlager der die Arbeitsmembran belastenden Feder in einem Abstand gegenübersteht und auf dem eine Druckfeder vorgesehen ist, die sich gegen das Widerlager abstützt, daß auf der Membranstange im Innern des Hohlstutzens eine rohrförmige, verschiebbare Hülse sitzt, welche einerseits am Widerlager anstößt

und andererseits in das Engteil des Einspannfutters hineinragt und daß zwischen dem Widerlager der Feder der Arbeitsmembran und dem Ende der Membranstange eine Druckfeder eingesetzt ist.
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Die vorgeschlagene, mit dem besonders gestalteten Einspannfutter verbundene Sicherheitsmembran gewährleistet in Verbindung mit der modifizierten Ausbildung der an sich bekannten Vorrichtung ein sicheres Auslösen im FaI-Ie von Undichtigkeiten der Arbeitsmembran, welche auf diese Weise zuverlässig überwacht wird. Von besonderer Bedeutung bei der Neuerung sind die Kugeln, welche bewirken, daß die Absperrvorrichtung nach Auslösen wegen einer Membranbeschädigung durch keine Manipulation von außen wieder in die Offenstellung zurückgebracht werden kann - dies ist nur möglich nach vollständigem Zerlegen des Gerätes, was dessen Überprüfung (insbesondere der Arbeitsmembran !) erzwingt. Die neue Sicherheits-Absperrvorrichtung bietet demnach die Sicherheiten, welche allen modernen Sicherheitsvorstellungen Rechnung trägt.

Zweckmäßig stößt die Hülse mit einem konischen Ende an den Kranz der Kugeln an; dadurch werden die Kugeln nach außen in die Erweiterung gedrückt.

Um Bauhöhe einzusparen, ist vorteilhaft das Widerlager der Feder der Arbeitsmembran hutförmig ausgebildet und der Hohlstutzen greift in das Innere des Widerlagers hinein.

Die Schulter der Membranstange kann stumpfkegelig ausgebildet sein, dies begünstigt das Abgleiten der Kugeln.

¹¹ " _ 4 -

Zum Schutz der Sicherheitsmembran kann im Einspannfutter zusammen mit der Sicherheitsmembran ein gewölbter Membranträger eingeschraubt sein, welcher über der Sicher-' heitsmembran liegt.

Die Neuerung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine Sicherheits-Absperrvorrichtung in einem Querschnitt, in einem um etwa das Doppelte vergrößerten Maßstab (Fig. la und Ib).

ι Die dargestellte,neuerungsgemäße Sicherheits-Absperr-

j vorrichtung 1 ist der wesentliche Bestandteil eines Si-

; cherheits-Absperrventiles für Gasleitungen, dessen mit

Befestigungsflanschen 2 versehener und den Ventilsitz 3 tragender Ventilkörper 4 mit Strichlinien angedeutet ist.

Die Sicherheits-Absperrvorrichtung 1 besitzt ein zweiteiliges Druckgehäuse 5 aus Metallguß, dessen Gehäuseoberteil 6 und dessen Gehäuseunterteil 7 Flansche 8 aufweisen und durch Schrauben 9 miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Flanschen 8 sind eine Arbeitsmembran 10 sowie eine Sicherheitsmembran 11 an ihren Rän~ dem eingespannt. Die Arbeitsmembran, 10 teilt das Druckgehäuse 5 in einen Druckraum 12 und einen Arbeitsraum 13, letzterer ist über eine Ausgleichsöffnung 14 mit der Atmosphäre verbunden.

Eine lange Membranstange 15, welche eine stumpfkegelige Schulter 16 trägt, durchsetzt die Arbeitsmembran 10 und trägt im Arbeitsraum 13 ein hutförmig ausgebildetes Widerlager 17 für eine Feder 18, die in einem Dorn des Gehäuseoberteiles 6 sitzt und deren Spannung durch eine

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Scheibenmutter 19 einstellbar ist. Zwischen der Schulter 16 und einer Schraubhülse 20 sind die Arbeitsmembran 10 und deren Membranteller 21 mittig eingeklemmt.

Die auf der Membranstange 15 fest sitzende Schraubhülse 20 ist von einem Stift 22 durchsetzt, in den ein gabelförmiger Rasthebel 23 mit einem Langloch 24 eingreift, der im Gehäuseunterteil 7 an einem Bock 25 schwenkbar gelagert ist. Der Rasthebel 23 trägt an seinem freien Ende eine Rolle 26, mit welcher er an einem ebenfalls im Gehäuseunterteil 7 schwenkbar gelagerten Kipphebel 27 anstößt. Die Rolle 26 sitzt auf einem kleinen Amboss 28 auf und der Kipphebel 27 wird durch eine Blattfeder 29 federnd gegen die Rolle 26 gedruckt.

Das dem Amboss 28 gegenüberliegende Ende des Kipphebels ist als abgeschrägte Nase 30 ausgebildet, welche eine Ringschulter 31 eines im Gehauseunterteil 7 gelagerten Ven tilstössels 32 lösbar hintergreift, an dem ein unter dem Druck einer Spiralfeder 33 stehender Absperrventilteller 34 sitzt, welcher dem Ventilsitz 3 gegenübersteht und mit diesem das Absperren bewirkt.

Nach Abschrauben einer Schutzklappe 35 kann der Ventilstössel 32 an seinem Rändelende 36 ergriffen und so weit gegen die Kraft der Spiralfeder 33 verschoben werden, bis die Nase 30 des Kipphebels 27 hinter der Ringschulter 31 einrastet und das Sicherheits-Absperrventil geöffnet ist* Verschiedene Dichtungen vervollständigen die Lagerung des verschiebbaren Ventilstössels 32.

Die im Arbeitsraum 13 oberhalb der Arbeitsmembran 10 angeordnete Sicherheits-Membran 11 ist mit einer kleinen Öffnung 3? versehen, deren Querschnitt kleiner ist als 35

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derjenige der Ausgleichsöffnung 14. Diese Sicherheitsmetnbran 11 ist in ihrer Mitte an einem zylindrisch ausgebildeten Einspannfutter 38 festgeklemmt - hierzu dient eine auf dem Einspannfutter 38 vorgesehene Mutter 39. Mit der Mutter 39 ist über der Sicherheitsmembran 11 außerdem ein gewölbter Membranträger 40 am Einspannfutter 38 festgeschraubt.

Das Einspannfutter 38, welches bei geöffnetem Sicherheits-Absperrventil - wie in der Zeichnung dargestellt - auf dem Membranteller 21 der Arbeitsmembran 10 aufliegt, ist auf der Membranstange 15 verschiebbar. Es ist an seiner dem Membranteller 21 zugewandten Unterseite mit einer zylindrischen Ausnehmung 41 versehen, welche einen ebenfalls zylindrischen Engteil 42 und eine zylindrische Erweiterung 43 aufweist.

Im Engteil 42 der Ausnehmung 41 des Einspannfutters sitzt ein Kranz von lose eingelegten Kugeln 44; diese Kugeln 44 liegen auf der Schulter 16 der Membranstange auf. Die Weite des Ringspaltes zwischen der Membranstange 15 und dem Engteil 42 ist geringfügig weiter als der Durchmesser der Kugeln 44.

Das Einspannfutter 38 trägt auf seiner der Arbeitsmembran 10 abgewandten Seite einen zylindrischen Hohlstutzen 45, welcher am Einspannfutter 38 angeformt ist. Das freie Ende 46 dieses Hohlstutzens 45 steht dem Widerlager 17 der die Arbeitsmembran 10 belastenden Feder in einem Abstand gegenüber, welcher dem halben Durchmesser der Kugeln 44 entspricht, wie aus der Zeichnung zu erkennen ist. Auf dem Hohlstutzen 45 des Einspannfutter 38 ist eine Druckfeder 47 vorgesehen, die sich einerseits auf einer hierfür vorgesehenen Schulter des

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Einspannfutters 38 und andererseits gegen das Widerlager 17 der Feder 18 abstützt.

Auf der Membranstange 15 sitzt eng (verschiebbar) im Innern des Hohlstutzens 45 des Einspannfutters 38 eine rohrförmige Hülse 48, welche mit ihrem einen (oberen) Ende innen am hutförmigen Widerlager 17 der Feder 18 anstößt und dort befestigt ist. Das andere Ende dieser Hülse 48 ist konisch ausgebildet und ragt in das Engteil 42 des Einspannfutters 38 hinein und stößt dort (bei geöffnetem Sicherheits-Absperrventil) an den Kranz der Kugeln 44 an, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist. Die Hülse 48, der Hohlstutzen 45 und die Druckfeder 47 liegen im wesentlichen im Innern des hutförmigen Widerlagers 17 bzw. greifen in dieses hinein.

Auf dem das Widerlager 17 der die Arbeitsmembran 10 belastenden Feder 18 tragenden Ende der Membranstange 15 sitzt eine Schraubenmutter 49, zwischen der und dem Widerlager 17 eine Haltefeder 50 unter geringer Vorspannung eingesetzt ist. Die Vorspannung dieser Haltefeder 50 ist mittels der Schraubenmutter 49 einstellbar.

Die Funktion der in der Zeichnung dargestellten Sicherheits-Absperrvorrichtung 1 ist folgende.

Das Sicherheits-Absperrventil ist geöffnet, der Absperrventilteller 34 steht im Abstand vom Ventilsitz 3 und alle Teile der Vorrichtung befinden sich in der dargestellten Lage. Der Druckraum 12 unterhalb der Arbeitsmembran 10 steht über eine Impulsöffnung 51 mit dem im zu einem Verbraucher führenden Ausgangsteil des Ventilkörper 4 herrschenden Ausgangsdruck p_a in Verbindung,

ί — σ —

1 die Arbeitsmembran 10 steht unter der Einwirkung der ; Feder 18 in ihrer unteren (in der Zeichnung dargestell-

; ten) Lage, wobei die Schraubhülse 20 auf dem Haltebock

'; aufsteht.

; 5

⁽ Steigt nun der Ausgangsdruck ρ aus irgendwelchen Gründen über einen vorgesehenen Wert (der durch Einstellung der Feder 18 mit Hilfe der Scheibenmutter 19 festlegbar ₍ ist), dann drückt der steigende Druck im Druckraum 12

xo die Arbeitsmembran mit ihrer Membranstange 15 zusammen mit dem auf dem Membranteller 21 sitzenden Einspannfutter 38 hoch in Richtung zum Arbeitsraum 13, die mit der Membranstange 15 verbundene Schraubhülse 20 schwenkt den Rasthebel 23 hoch, die Rolle 26 verläßt den Amboss 28, der Kipphebel 27 kippt, dessen Nase 30 gibt den unter der Spannung der Spiralfeder 33 stehenden Ventilstössel 32 frei und der Absperrventilteller 34 wird von der Spiralfeder 33 auf den Ventilsitz 3 gepreßt: das Sicherheits-Absperrventil hat geschlossen.

20

Nach Behebung der äußeren Ursache für die Auslösung der

j Sicherheits-Absperrvorrichtung 1 kann das Sicherheits-

' Absperrventil nach Entfernen der Schutzkappe 35 einfach

durch Ziehen am Rändelende 36 des Ventilstössel? 32 wieder geöffnet werden, sobald der Ausgangsdruck p₌ wieder seinen vorgesehenen Wert erreicht hat und deshalb die Schraubhülse 20 auf dem Haltebock 52 aufsteht. Bei dieser Auslösung infolge äußerer Ursachen tritt die Sicherheit smembran 11 nicht in Tätigkeit.

30

Die neuerungsgemäße Sicherheitsmembran 11 gewährleistet nun die "innere¹¹ sichere Funktion der vorgeschlagenen Sicherheits-Absperrvorrichtung 1 wie folgt.

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Wird die Arbeitsmembran 10 undicht, dann baut sich unter der Sicherheitsmembran 11 ein Druck auf, welcher bewirkt, daß das Einspannfutter 38 vom Membranteller 21 abhebt, bis der Hohlstutzen 45 des Einspannfutters 38 am Widerlager 17 der Feder 18 angestoßen ist; dabei bleibt die schadhafte Arbeitsmembran 10 mit ihrem Membranteller und der Membranstange 15 infolge des durch die Öffnung in der Sicherheitsmembran 11 und der Ausgleichsöffnung im Gehäuseoberteil 6 bewirkten Druckgefälles stehen.

Jetzt fallen die Kugeln 44 aus dem Engteil 42 der Ausnehmung 41 des Einspannfutters 38 heraus, sie bleiben in der Erweiterung 43 liegen. Nun drückt bzw. zieht die Haltefeder 50 die Membranstange 15 mit dem Membranteller 21 hoch, bis die Hülse 48 mit. ihrem konischen Ende auf der stumpfkegeligen Schulter 16 der Membranstange aufsitzt. Zugleich mit der Membranstange 15 bewegt sich die Schraubhülse 20 nach oben, letztere verschwenkt mittels ihres Stiftes 22 den Rasthebel 23, dessen Rolle 26 läuft vom Amboss 2Θ des Kipphebels 27, welcher kippt und mit seiner Nase 30 den Ventilstössel 32 freigibt.

Nach dieser Auslösung aufgrund eines Schadens der Ar beitsmembran 10 kann der Absperrventilteller 34 nicht mehr in seine geöffnete Stellung gebracht werden, ohne daß die neuerungsgemäße Sicherheits-Absperrvorrichtung zerlegt, überprüft,die undichte Arbeitsmembran 11 ersetzt und zuletzt der Kranz der Kugeln 44 wieder in den Engteil 42 der Ausnehmung 41 des Einspannfutters 38 gebracht wird. Ein Versuch, den Rasthebel 23 und den Kipphebel 27 durch Verschieben der Membranstange 15 (beispielsweise durch Ausübung von Druck auf die Schraubenmutter 49 nach Entfernen der Scheibenmutter 19) kann nicht gelingen, weil der Rasthebel 23 infolge der Einwirkung der Haltefeder 50 keine stabile Lage auf dem Amboss 28

findet und die auf der Schulter 16 aufstehende Hülse verhindert, daß auch nur eine einzige Kugel in den Engteil 42 zurUclcgelangen kann.

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1 R 3292/85

18, März 1985

20 25 30 35

Zusammenstellung der verwendeten Bezugsziffern

1	Sicherheits-Absperrvorrichtung
2	Befestigungsflansch
3	Ventilsitz
4	Ventilkörper
5	Druckgehäuse
6	Gehäuseoberteil
7	Gehäuseunterteil
8	Flansche
9	Schrauben
10	Arbeitsmembran
11	Sicherheitsmembran
12	Druckraum
13	Arbeitsraum
14	Auegleichsöffnung
15	Membranstange
16	Schulter
17	Widerlager
18	Feder
19	Scheibenmutter
20	Schraubhülse
21	Membranteller
22	Stift
23	Rasthebel
24	Langloch
25	Bock
26	Rolle

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	• Il ItI I)'» t * » ι * * Il > J > ' - 14 -
27	Kipphebel
28	Amboss
29	Blattfeder
30	Nase
31	Ringschulter
32	Ventilstössel
33	Spiralfeder
34	Absperrventilteller
35	Schutzkappe
36	Rändelende
37	Öffnung
38	Einspannfutter
39	Mutter
40	Membrantrager
41	Ausnehmung
42	Engteil
43	Erweiterung
44	Kugeln
45	Hohlstutzen
46	freies Ende
47	Druckfeder
48	Hülse
49	Schraubenmutter
50	Haltefeder
51	Impulsöffnung
Pa	Ausgangsdruck
52	Haltebock

Claims

- 11 -

R 3292/85

18. März 1985

Schutzansprüche

1. Sicherheits-Absperrvorrichtung für Gasleitungen, mit-, einem Druckgehäuse, welches eine durch eine Feder belastete Arbeitsmembran in einen Druckraum und einen Arbeitsraum teilt, mit einem Membranteller, an welchem eine die Arbeitsmembran durchsetzende und im Arbeitsraum ein Widerlager für die Feder tragende Membranstange angeordnet ist, an welcher ein im Druckraum angelenkter Rasthebel angreift, der an einem zweiarmigen Kipphebel anstößt , der mit einer Nase die Ringschulter eines Ventilstößels lösbar hintergreift, an welchem ein unter Federdruck stehender Absperrventilteller sitzt, d a durch gekennzeichnet, daß im Arbeitsraum (13) über der Arbeitsmembran (10) eine mit einer kleinen Öffnung (37) versehene Sicherheitsmembran (11) angeordnet ist, die mittig an einem auf der Membranstange (15) verschiebbaren Einspannfutter (38) festgeklemmt ist, welches über dem Membranteller (21) steht und eine mit einer Erweiterung (43) versehene zylindrische Ausnehmung (41) besitzt, in deren Engteil (42) ein Kranz von losen Kugeln (44) sitzt, welcher auf einer Schulter (16) der Membranstange (15) aufliegt, daß das Einspannfutter (38) einen zylindrischen Hohlstutzen (45) trägt, dessen freies Ende (46) dem Widerlager (17) der die Arbeitsmembran (10) belastenden Feder (18) in einem Abstand gegenübersteht und auf dem eine Druckfeder (47) vorgesehen ist, die sich gegen das Widerlager (17) ab-

' - 12 -

1 stützt, daß auf der Membranstange (15) im Innern des :* Hohlstutzens (45) eine rohrförmige, verschiebbare Hül-

; se (48) sitzt, welche einerseits am Widerlager (17) an-

·■' stößt und andererseits in das Engteil (42) des Einspann-

futters (38) hineinragt, und daß zwischen dem WiderIa- * ger (17) der Feder (18) der Arbeitsmembran (10) und dem

Ende der Membranstange (15) eine Druckfeder (50) eingesetzt ist.

/ 10 2. Sicherheits-Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (48) mit einem konischen Ende an den Kranz der Kugeln (44) anstößt.

3. Sicherheits-Absperrvorrichtung nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (17) der Feder (18) der Arbeitsmembran (10) hutförmig ausgebildet ist und der Hohlstutzen (45) in das Innere des Widerlagers (17) hineingreift.

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4. Sicherheits-Absperrvorrichtung nach einem der An-

j Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (16) der Membranstange (15) stumpfkegelig ausgebildet ist.
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5. Sicherheits-Absperrvorrichtung nach einem der An-

' Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Einspannfutter (38) zusammen mit der Sicherheitsmembran (11) ein gewölbter Membranträger (40) eingeschraubt ist, welcher übe.; der Sicherheitsmembran (11) liegt.

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