EP0813662A1

EP0813662A1 - Temperaturempfindliche absperrarmatur

Info

Publication number: EP0813662A1
Application number: EP96906718A
Authority: EP
Inventors: Renato Colombo
Original assignee: Streif Hans
Current assignee: STREIF BRANDSCHUTZ AG
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-12-29
Also published as: CZ275197A3; CZ286775B6; PL322027A1; PL179179B1; WO1996027750A1; TR199700886T1; DE19507412A1

Abstract

Um eine temperaturempfindliche Absperrarmatur, insbesondere für Gasleitungen, mit einem einen Durchlaß aufweisenden Gehäuse, in welchem ein Schließkörper und wenigstens ein temperaturempfindliches Bauelement angeordnet sind, dahingehend weiterzubilden, daß diese mit einfach hergestellten Teilen einfach montierbar ist, einen hohen Empfindlichkeitsgrad gegen Temperaturänderungen aufweist und darüber hinaus einen sicheren Verschluß im Brandfalle gewährleistet, wird vorgeschlagen, daß in dem Gehäuse weiterhin wenigstens zwei in einer radialen Ebene liegende Klemmelemente zur Einspannung des Schließkörpers angeordnet sind, deren radialer Abstand durch das temperaturempfindliche Bauelement veränderbar ist.

Description

Tem pe ra tu re m pf i n d l i c h e A bs pe rr a rm a tu r

Die Erfindung betrifft eine temperaturempfindliche Absperrarmatur, insbesondere für Gasleitungen, mit einem einen Durchlaß aufweisenden Gehäuse, in welchem ein Schließkörper und wenigstens ein temperaturempfindliches Bauelement angeordnet sind.

Derartige gattungsgemäße temperaturempfindliche Absperrarmaturen werden insbesondere als Brandschutzarmatur in Rohrleitungen eingesetzt, und zwar insbesondere in Gasleitungen vor Gasarmaturen, Gasgeräten und dergleichen. Bei einem Temperaturanstieg, beispielsweise infolge eines Brandes, sollen die Absperrarmaturen die Zufuhr des Mediums durch die Rohrleitung, insbesondere die Gaszufuhr unterbinden. Zu diesem Zwecke ist in einem einen Durchlaß aufweisenden Gehäuse ein Schließkörper angeordnet, welcher im Falle eines Temperaturanstiegs den Durchlaß verschließt. Der Durchlaß kann gerade oder abgeknickt sein. Der Schließkörper ist in einer Richtung vorgespannt und auf einem Lagerelement aufgesetzt. Ein temperaturempfindliches Bauelement sorgt als Steuerelement dafür, daß der Schließkörper im Falle einer Temperaturerhöhung aufgrund der Vorspannung in einer Richtung von dem Lagerelement wegbewegt wird, um den Durchlaß an einer dafür vorgesehenen Stelle zu verschließen.

Eine Absperrarmatur der beschriebenen Art ist aus der EP-A 11 81 52 bekannt. Bei der vorbekannten Armatur wird der Schließkörper durch eine Kugel gebildet, die einerseits durch eine Feder vorgespannt ist und auf einem Lagerelement angeordnet ist, welches aus einer Legierung mit thermischem Formerinnerungsvermögen gebildet ist. Nach dem Schließvorgang ist ein selbsttätiges Öffnen erschwert.

Eine weitere Armatur der beschriebenen Art ist aus der EP-A 34 36 1 5 bekannt, bei welcher der Schließkörper als Kegel ausgebildet ist. An dem Kegel ist eine Führungsstange befestigt und mittels einer Druckfeder gegen einen Anschlag vorgespannt. In dieser Position wird die Führungsstange durch einen Schmelzkörper gehalten. Bei Erweichung des Schmelzkörpers wird der Kegel unter der Wirkung der Druckfeder schlagartig in Schließrichtung bewegt.

Eine weitere Absperrarmatur der gattungsgemäßen Art ist aus der WO-A-93 06 397 bekannt. Diese offenbart ein Brandschutzventil, bei welchem ein metallischer Schließkörper durch eine Feder vorbelastet ist und einen Dichtungsbereich mit einer kugelförmigen Gestalt aufweist. Im Durchlaß des Gehäuses ist die Kugel einerseits direkt auf einem temperaturempfindlichen Element, andererseits auf dem Gehäuse oder dazwischengelagerten Kugeln aufgestützt.

Hinter dem Aufstützbereich folgen in Reihe eine kegelförmige Führung, eine Spielpassung und ein Preßpassungsbereich, in welchen in Brandfall der Schließkörper den Durchlaß verschließend gedrückt wird.

Allen vorbekannten Lösungen ist es gemeinsam, daß ein sicheres Verschließen nicht mehr gewährleistet ist, wenn die Druckfeder durch sehr hohe Temperaturen ihre Kraft verliert. Die beiden erstgenannten Vorrichtungen gemäß EP-A-1 1 81 52 und EP-A-34 36 1 5 halten den Schließkörper mit der Federkraft in der Schließposition. Beim Nachlassen der Federkraft ist der Verschluß nicht mehr gewährleistet. Bei der Vorrichtung gemäß WO-A-93 06 397 wird der Schließkörper 2 in einen Preßsitz geführt, um dort abzuschließen, jedoch bewirkt die Art der Auflagerung fast zwangsläufig ein Kippen des Schließkörpers, so daß dieser erst recht bei einer in Folge von Temperatureinwirkung geschwächten Feder nicht vollständig dichtend in die Preßpassung gelangt. Darüber hinaus macht eine Vorrichtung gemäß WO-A- 93 06 397 die Verwendung sehr aufwendig hergestellter Teile erforderlich. In dem Gehäuse müssen sehr sorgfältig unterschiedliche Passungen zu einem Ventilsitz herausgearbeitet werden. Der Schließkörper muß daran angepaßt sein. Die Montage des auf Kugelelementen und dem temperaturempfindlichen Element aufgesetzten Schließkörpers ist darüber hinaus sehr aufwendig. Schließlich ist bei allen vorbekannten Absperrarmaturen die Temperaturempfindlichkeitsregelung problematisch, da die temperaturempfindlichen Elemente insbesondere bei einer Vorrichtung gemäß WO-A-93 06 397 weit im Gehäuseinneren angeordnet und in temperaturleitendem Kontakt mit dem Schließkörper sind.

Allen vorbekannten Armaturen ist es darüber hinaus gemeinsam, daß der Schließkörper auf in Schließwegrichtung liegende Elemente aufgelegt und durch eine Feder belastet wird. Einerseits ist, wie beschrieben, die Montage nicht unproblematisch, andererseits muß infolge einer Temperaturerhöhung wenigstens ein Hindernis aus dem Schließweg wegbewegt werden, um den Schließweg freizugeben. Damit ist auch die Auslösung problematisch und nicht immer eine sicherer und kippfreie Auslösung gewährleistet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die A u f g a b e zugrunde, eine Absperrarmatur der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß diese mit einfach hergestellten Teilen einfach montierbar ist, einen hohen Empfindlichkeitsgrad gegen

Temperaturänderungen aufweist und darüber hinaus einen sicheren Verschluß im Brandfalle gewährleistet.

Zur technischen L ö s u n g dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß in dem Gehäuse weiterhin wenigstens zwei in einer radialen Ebene liegende Klemmelemente zur Einspannung des Schließkörpers angeordnet sind, deren radialer Abstand durch das temperaturempfindliche Bauelement veränderbar ist.

Die erfindungsgemäße Absperrarmatur weist einfach gebildete Bauelemente auf, die insbesondere sehr einfach montierbar sind. Entgegen allen vorbekannten Lösungen wird der Schließkörper schraubstockartig zwischen wenigstens zwei in einer radialen Ebene liegenden Klemmelementen eingespannt. Diese Einspannung erfolgt vorzugsweise hinter dem Schließbereich und kann im Falle eines sphärischen Schließkörpers im Bereich seines Äquators oder in einem dahinter liegenden, verjüngten Bereich erfolgen. Insbesondere ist es auch denkbar, vertikale Flächen am Schließkörper auszubilden, an welche sich die Klemmelemente anlegen. Erfindungsgemäß ist die sichere Funktion der Absperrarmatur gewährleistet, da der Durchgangsbereich durch keine aus dem Weg zu räumende Hindernisse versperrt ist, so daß eine zentrische und ungekippte Auslösung des Schließelementes bewirkt werden kann.

Mit Vorteil wird vorgeschlagen, daß die Klemmelemente stiftartig ausgebildet sind. Im Falle der Verwendung von zwei Klemmelementen sind diese vorzugsweise diametral gegenüberliegend im Gehäuse angeordnet. Die Stirnflächen sind den Seitenflächen des Schließkörpers entsprechend ausgearbeitet, so daß eine nahezu linienförmige schraubstockartige Einspannung erfolgen kann. In besonders vorteilhafter Weise ist wenigstens eines der Klemmelemente durch ein temperaturempfindliches Element gebildet. Allein die Längenveränderung dieses temperaturempfindlichen Elementes kann den Abstand zwischen den in einer radialen Ebene liegenden Klemmelementen vergrößern, so daß schlagartig der Schließkörper freigegeben wird, ohne an einem Hindernis vorbei zu müssen.

Schließlich ist die sichere Funktion der Absperrarmatur gewährleistet, da der Durchgangsbereich durch das Halteelement in definierter Weise freigegeben wird, so daß eine zentrische und ungekippte Auslösung des Schließelementes bewirkt werden kann.

Der Schließkörper kann in vorteihafter Weise die Form eines Kugelsegmentes, alternativ auch die Form einer Kugel aufweisen. Mit Vorteil wird vorgeschlagen, daß der Schließkörper an der von dem Dichtungsbereich wegweisenden Seite eine Bohrung aufweist. Diese Bohrung kann beispielsweise der Aufnahme eines Vorspannelementes dienen.

Mit Vorteil wird vorgeschlagen, daß das Vorspannelement ein Federelement ist. Als Federelement können Spiralfedern, Schraubenfedern, aber auch andere Elemente wie beispielsweise ein poröser Metallfaltenbalg, druckbeaufschlagte Kolben oder dergleichen dienen. Auch können in Folge von Temperaturerhöhung ihr Volumen vergrößernde Materialien in Kombination mit

Federelementen zur Vorspannung eingesetzt werden.

Die Gegenlagerung des Federelementes am Gehäuse erfolgt entweder direkt an Gehäusevorsprüngen, Lagerringen oder dergleichen, oder über Halteelemente wie Ring, Klammern, Bügel usw..

Mit besonderem Vorteil schlägt die Erfindung vor, das Federelement zu führen. Wird beispielsweise eine Schrauben- oder eine Spiralfeder verwendet, so können diese vorteilhaft über einen Führungsstift geführt werden, der im übrigen relativ zum Gehäuse ortsfest positioniert ist. Durch diese Maßnahme wird ein Kippen des Federelementes und ein Kippen des Schließkörpers verhindert. In besonders vorteilhafter Weise ragt der Führungsstift in der Befestigungsposition in den Schließkörper hinein.

Das Gehäuse weist in vorteilhafter Weise eine Durchgangsbohrung auf. In der Durchgangsbohrung ist gemäß einem Vorschlag der Erfindung ein Lagersitz für ein Federelement ausgebildet. Der Lagersitz kann in vorteilhafter Weise eine Ringfläche sein.

Der Ventilsitz, in welchen das Schließelement im Brandfall einrückt, ist gemäß einem Vorschlag der Erfindung trichterförmig. Von einem Ventilraum mit großem Durchmesser leitet die trichterförmige Verjüngung über in einen Rohrstutzen mit geringerem Durchmesser, so daß der Schließkörper über die Trichterführung die Durchgangsbohrung verschließend vorrücken kann. Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß der trichterförmige Ventilsitzzulauf einen konvexen Querschnitt hat, d. h. der Durchmesser verjüngt sich nicht linear, sondern einer Kurve folgend, die zunächst eine große Krümmung aufweist, die immer mehr abnimmt. Der Durchmesser der an den trichterförmigen Ventilsitz angeschlossenen Bohrung ist geringfügig kleiner als der Durchmesser des Schließkörpers im Bereich seiner Dichtungsfläche.

Gemäß einem Vorschlag der Erfindung ist die Gehäuseaußenseite im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. An beiden Enden kann das Gehäuse ein Gewinde aufweisen, um beispielsweise an vorhandenen Anschlußarmaturen angeschlossen zu werden oder einfach in Leitungen einsetzbar zu sein. Dabei können Innen- und/oder Außengewinde, je nach Einsatzfall, ausgebildet sein. Zwischen den Gewinden weist das Gehäuse in vorteilhafter Weise wenigstens einen Mehrkantring auf, um eine Torsionskraft durch Aufsetzen eines Schlüssels aufbringen zu können.

Das temperaturempfindliche Auslöseelement weist gemäß einem Vorschlag der Erfindung ein infolge einer Temperaturveränderung sein Volumen veränderndes Material auf. In vorteilhafter Weise weist das Auslöseelement Schmelzlot auf.

Das Auslöseelement hat gemäß einem Vorschlag der Erfindung einen zweiteiligen Aufbau, wobei das eine Teil ein Lagerelement ist, um das Auslöseelement relativ zum Gehäuse zu lagern, und das andere Teil ein Aufnahmeteil, um den Sperrbereich des Halteelementes aufzunehmen. Zwischen beiden Teilen ist das volumenveränderliche Material angeordnet. Somit bilden die beiden Teile mit dem volumenveränderlichen Material, vorzugsweise Schmelzlot, eine starre Einheit, wobei sich die beiden Teile infolge des schmelzenden Schmelzlotes aufgrund einer Temperaturerhöhung relativ zueinander bewegen, so daß der Sperrbereich des Halteelementes aus dem Durchgangsbereich herausbewegbar ist. In vorteilhafter Weise werden das Lagerteil und das Aufnahmeteil in der Form einer Zylinder- /Kolbenanordnung ausgebildet, wobei der Zylinder das Lagerteil bildet, welcher am Gehäuse befestigt wird, während der Kolben das relativ zum Zylinder bewegliche Aufnahmeteil bildet.

In vorteilhafter Weise wird der Zylindertopf in eine Bohrung im Gehäuse eingesetzt, in vorteilhafter Weise in eine Gewindebohrung. Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß das Auslöseelement eine Positionsanzeige aufweist. Diese wird gemäß einem Vorschlag der Erfindung durch einen am relativ beweglichen Teil angeordneten Vorsprung gebildet, der das am Gehäuse festgesetzte Teil durchragt oder sonstwie durchdringt. Solange die beiden Teile mit dazwischen befindlichem Schmelzlot in einer Ausgangsposition angeordnet sind, ist das Teil allenfalls im Bereich einer Stirnfläche zu sehen, während nach einer Relativbewegung der Teile zueinander der Vorsprung über das am Gehäuse festgesetzte Lagerteil hinaussteht. Das Schmelzlot ist in vorteilhafter Weise in dem Bereich des Lagerteils angeordnet, der in Einbaulage am weitesten zur Außenseite des Gehäuses weist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Auslöseelementes ist es möglich, einen Zylindertopf in eine Gewindebohrung des Gehäuses einzusetzen, so daß das Auslöseelement selbst eine nach außen weisende und außerhalb des Gehäuses liegende Oberfläche hat. Dadurch kann eine besondere Temperaturempfindlichkeit gewährleistet werden. Dies wird begünstigt durch die Anordnung des Schmelzlots im Bereich dieser Außenfläche. Durch die Positionsanzeige wird gewährleistet, daß von außen erkannt werden kann, ob das Ventil geöffnet oder geschlossen ist.

Insbesondere ermöglicht die beschriebene Ausgestaltung des temperaturempfindlichen Elementes, Fabrikations- oder sonstige Fehler unmittelbar erkennen zu können. Selbstverständlich stellt ein wie beschriebenes temperaturempfindliches Element eine empfindliche Stelle unter dem Gesichtspunkt der Durchflußmediumleckage dar. Von daher kann es besondes empfehlenswert sein, das temperaturempfindliche Element ohne den Anzeigedurchbruch einfach als zylindertopfartiges Element mit eingesetzem, stiftartigem Kolben auszubilden, wobei im Topfboden Schmelzlot angeordnet ist. Ein derartiges Element kann im Inneren des Gehäuses in eine Bohrung eingesetzt werden, so daß der Schmelzlotbereich möglichst weit an den äußeren Rand gebracht wird. Im Durchgangsbohrungsbereich kann dann ein Spannstift mit einem langen Feingewinde eingesetzt werden.

Gemäß einem Vorschlag der Erfindung sind die Klemmelemente in die Gehäusewandung eingeschraubt. Die stiftartigen Klemmelemente können spannbar ausgestaltet und federbelastet sein. Darüber hinaus kann wenigstens eines der Klemmelemente so ausgebildet sein, daß es von der Gehäuseaußenseite zugänglich ist. In besonders vorteilhafter Weise ist dies das temperaturempfindliche Element.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der einzelnen Elemente können diese jeweils für sich in einfacher Weise hergestellt sein, wobei diese auch vergleichsweise große Toleranzen ermöglichen. Wesentlich ist, daß die Einzelelemente besonders einfach montierbar sind, so daß insgesamt der Herstellungsaufwand und damit der Kostenaufwand bezüglich der erfindungsgemäßen Absperrarmatur gering gehalten werden können. Mit der

Erfindung wird auch vorgeschlagen, daß die Absperrarmatur an einer anderen

Armatur angeordnet oder gar einteilig mit dieser ausgebildet ist.

Mit der Erfindung wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß das Gehäuse ein Rohrstück ist. Das Rohrstück kann ein Teil eines Leitungsrohres oder ein Rohrstutzen einer Armatur sein. Diese erfindungsgemäße Variante ermöglicht es, die Absperrarmatur praktisch als Einsetzelement zu gestalten, welches in vorhandene Rohre einsetzbar ist. Dazu können beispielsweise Gewinde in die Rohrstücke geschnitten und die als Einsetzelement ausgebildete Absperrarmatur eingeschraubt werden. Auch sind ein Einkleben, Einlöten oder ein sonstwie gearteter Einbau denkbar. Wesentlich ist dabei, daß die übrigen Elemente wie Schließkörper, Federelement, Federlager und vor allem die Klemmelemente zu einer Einsetzeinheit integriert sind.

So wird mit der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise eine Lösung vorgeschlagen, bei welcher die Absperrarmatur aus einem mit einem Sitz versehenen Rohrstück oder einem Armaturengehäuse gebildet ist, in welches eine aus Lagersockel, Federlage, Schließkörper, temperaturempfindlichem Bauelement und Schließfeder bestehende Einheit eingesetzt ist. Der Lagersockel besteht dabei aus einem zylindrischem, einseitig verschlossenem Hülsenkörper, an den vorzugsweise drei schenkelartige Elemente angeordnet sind, mittels welcher der Hülsenkörper in die innere Bohrung eines Rohrstücks, einer Armatur oder eines Gehäuses einpreßbar ist. Einer der drei Schenkel ist mit einem Aufnahmeraum für die Aufnahme eines temperaturempfindlichen Elements versehen. In die zylindrische Hülse ist eine Feder eingesetzt. An der nicht verschlossenen Seite ist der Schließkörper mit einem angeformten Stück eingesetzt, welches durch die in radialer Ebene liegende Einspannung mittels des temperaturempfindlichen Elements im Hülsenkörper festgelegt ist. Diese Einheit aus einpreßbarem Hülsenkörper mit Schließkörper, Schließfeder und temperaturempfindlichem Element hat den besonderen Vorteil, sehr einfach in entsprechende Bohrungen, die mit einer verschließbaren Öffnung ausgestaltet sind, montierbar ist.

Durch die Anordnung der Klemmelemente wird eine sichere Auslösung gewährleistet und durch die Ausbildung des Ventilsitzes und des Schließkörpers ein sicherer Verschluß, auch wenn die Federkraft infolge der Temperaturerhöhung nachläßt. Dadurch, daß der Schließkörper im wesentlichen zentriert fϋhrbar ist, können auch Materialschwächen der Feder infolge der einleitenden Temperatureinwirkung keine schwerwiegenden Folgen haben. Durch die konvexe Ausbildung des Ventilsitzes kann an irgendeiner Stelle ein garantierter verrastender Verschluß zwischen dem Schließkörper und dem Ventilsitz im Gehäuse gewährleistet werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Frontansicht einer Absperrarmatur;

Fig. 2 eine Ansicht der Absperrarmatur gemäß Fig. 1 in einer

Einbauposition;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie lll-lll in Fig.

1 ;

Fig. 4 eine Darstellung eines Auslöseelementes;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer

Absperrarmatur;

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Auslöseelement in Richtung des Pfeils

VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie Vll-Vll in Fig. 5;

Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Absperrarmatur;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung der Armatur gemäß Fig. 8 in einem ausgelösten Zustand; Fig. 1 0 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Absperrarmatur;

Fig. 1 1 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Absperrarmatur;

Fig. 1 2 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Absperrarmatur;

Fig. 1 3 eine Schnittdarstellung der Armatur gemäß Fig. 1 1 in einem ausgelösten Zustand;

Fig. 1 4 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Absperrarmatur;

Fig. 1 5 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Absperrarmatur;

Fig. 1 6 eine Schnittdarstellung der Absperrarmatur gemäß Fig. 1 5 in einem ausgelösten Zustand;

Figur 1 7 eine Schnittdarstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels einer Absperrarmatur;

Figur 1 8 eine Schnittdarstellung der Armatur gemäß Figur 1 7 in einem ausgelösten Zustand;

Figur 1 9 eine Darstellung eines Armaturengrundkörpers;

Figur 20 eine Darstellung gemäß Figur 1 9 in geschnittenem

Zustand;

Figur 21 eine Draufsicht auf den Grundkörper gemäß Figur 1 9;

Figur 22 eine Schnittansicht eines Schließkörpers; Figur 23 eine Draufsicht auf den Schließkörper gemäß Figur 22 und

Figur 24 ein Anwendungsbeispiel für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 7.

Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Absperrarmatur 1 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Anschlußstutzen 3 und 4 aufweist.

Zwischen beiden Anschlußstutzen 3 und 4, die im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils mit einem Außengewinde versehen sind, ist das Gehäuse mit einem Mehrkant 5 versehen, an welchen beispielsweise zum Montieren ein Schlüssel eingesetzt werden kann. Ein temperaturempfindliches Element 6 ist in eine Bohrung 7 im Gehäuse eingesetzt. Die Absperrarmatur 1 kann beispielsweise in eine Armatur 8 einer Gasanlage eingesetzt werden, wie dies in den Figuren 2 und 4 gezeigt ist. An den Stirnflächen sind die jeweiligen Ausbildungen zur Anordnung von Dichtungsmitteln und dergleichen vorgesehen. Die Bohrung 7 für das temperaturempfindliche Element 6 ist im Bereich des Mehrkants ausgebildet, so daß es auch dann sichtbar ist, wenn die Armatur 1 mit ihren Anschlußstutzen in aus Armaturen und/oder Leitungen bestehenden System eingesetzt ist.

Ein Ausführungsbeispiel für ein temperaturempfindliches Element 6 ist in Fig. 4 gezeigt. In diesem einfachen Ausführungsbeispiel umfaßt das temperaturempfindliche Element 6 einen Zylinder 1 8 und einen Kolben 1 9. Beide sind durch am Zylinderboden angeordnetes Schmelzlot 20 in einer vorgegebenen Position angeordnet. Mit dem Zylinder 1 8 wird das temperaturempfindliche Element 6 am Gehäuse 2 befestigt, indem dieses in die Bohrung 7 eingesetzt wird. Die Position des Kolbens 1 9 ist derart, daß auf den Schließkörper ein ausreichender Druck ausgeübt wird, so daß der Durchgang für den Schließkörper gesperrt ist. Ab einer bestimmten Temperatur gibt das Schmelzlot den Weg für den Kolben 1 9 in den Zylinder 1 8 hinein frei, so daß der Schließkörper passieren kann.

Eine alternative Ausführungsform für ein temperaturempfindliches Element 6 ist in Fig. 5 gezeigt. Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Absperrarmatur 1 im Funktionszustand, d. h. die Absperrarmatur 1 kann in ein Leitungssystem eingerüstet und von einem Medium durchströmt werden. Das bei diesem Ausführungsbeispiel gezeigte temperaturempfindliche Element 6 ist ebenfalls in einer Bohrung 7 des Gehäuses 2 eingesetzt. Zu diesem Zwecke kann am Zylinder ein Außengewinde ausgebildet sein, während die Bohrung 7 als Gewindebohrung ausgebildet ist. Im Gegensatz zu dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist an dem Kolben ein Nocken ausgebildet, welcher den Zylinder in dessen Bodenbereich durchragt. Das ringförmig angeordnete Schmelzlot fixiert die Zylinder-/Kolbenanordnung in ihrer Vorspannposition. Im unteren Bereich ist zwischen dem Kolben 1 9 und dem Zylinder 1 8 noch ein Dichtring 21 angeordnet. Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnfläche des temperaturempfindlichen Elements 6, wobei der Stirnflächenbereich des Zylinders 1 8 mit einem topfartigen Mehrkant versehen ist, so daß sich das temperaturempfindliche Element 6 ein- und ausschrauben läßt. Etwa im Zentrum der Stirnfläche des Zylinders 1 8 ist eine Bohrung angeordnet, in welche ein Ansatz des Kolbens 1 9 hineinragt.

Die in den Figuren 5 und 7 schematisch im Schnitt dargestellte Absperrarmatur 1 weist im inneren des Gehäuses 2, welches seinerseits die Anschlußstutzen 3 und 4 sowie den Mehrkant 5 aufweist, einen Durchlaß 22 auf, der am Ausgangsende in einen Auslaß 26 mündet. Im mittleren Bereich ist ein Halteraum 27 ausgebildet, an den sich der Trichter 25 anschließt. Der kugelförmige Schließkörper 1 2 wird durch den im Halteraum 27 in eine Bohrung eingesetzten Haltestift 1 3 und das temperaturempfindliche Element 6 gehalten. Der Haltestift 1 3 und das temperaturempfindliche Element sind im wesentlichen diametral gegenüberliegend in der gleichen radialen Ebene des Gehäuses 2 angeordnet und klemmen den im wesentlichen kugelförmigen Schließkörper 1 2 im Bereich seines Äquators ein. Der Schließkörper läßt sich in diese Position einfach einbringen und montieren und muß nach der Auslösung des temperaturempfindlichen Elementes 6, wobei sich der Zylinder in Richtung der Gehäuseaußenseite bewegt, keine Hindernisse passieren, bis der Schließkörper in den konvex ausgebildeten Trichter 25 hineindrückt und am Trichterboden den Auslaß 26 verschließt. Der Durchmesser des Auslaßbereiches ist so gewählt, daß er geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Schließkörpers, im gezeigten Ausfϋhrungsbeispiel die Kugel 1 2. Somit kommt es zu einem vollständigen Verschluß des Auslaßes 26. Aufgrund der Bewegung des Kolbens 1 9 in den Zylinder 1 8 des temperaturempfindlichen Elementes 6 infolge des schmelzenden Schmelzlotes ist der Kolbenansatz durch die Bohrung im Zylinderboden hindurchgewandert und ragt nach außen. Somit kann von außen sofort erkannt werden, daß die Armatur ausgelöst hat und sich in einem zwangsläufig verschlossenen Zustand befindet. Insbesondere sind auch Herstellungs- oder sonstige Fehler erkennbar.

Selbstverständlich kann der Schließkörper durch eine Feder unterstützt werden, die im Bereich des Durchlasses 22 mittels eines an sich bekannten Halteelementes in das Gehäuse eingesetzt ist und auf den Schließkörper wirkt. Die beschriebene Ausgestaltung bringt auch mit sich, daß im Strömungsweg praktisch keinerlei Hindernisse mit Ausnahme der beiden stiftartigen Halteelemente angeordnet sind, so daß eine gute Armaturendurchströmung gewährleistet ist. Die schraubstockartige Einspannung des Schließkörpers im nicht aufgelösten Zustand reduziert die Anzahl der erforderlichen Bauteile und vereinfacht die Montage erheblich. Darüber hinaus wird die Auslösung schneller und sicherer.

Bei der in den Figuren 8 und 9 gezeigten Absperrarmatur weist das Gehäuse 2 ebenfalls einen Anschlußstutzen 3 mit einem Innengewinde sowie einen Anschlußstutzen 4 mit einem Außengewinde auf. Im Halteraum 27 ist ein kugelförmiger Schließkörper 1 2 zwischen zwei stiftartigen Elementen gehalten, nämlich zwischen dem temperaturempfindlichen Element 6 und dem Haltestift 1 3. Das temperaturempfindliche Element 6 ist in eine Sackbohrung im Gehäuse eingesetzt, während der Haltestift 1 3 dichtend in eine Durchgangsbohrung 7 im Gehäuse eingesetzt ist. Die den Schließkörper bildende Kugel weist eine Bohrung auf, in welcher eine Feder 10 gelagert ist, die sich mit ihrem anderen Ende an einem Halteelement 1 1 abstützt, welches an einem Lagerbereich 23 im Gehäuse angeordnet ist. Das Halteelement 1 1 kann eine Spange sein, ein Steg, sternförmig oder sonstige geometrische Formen aufweisen, solange es ausreichend durchströmbar ist und als Gegenlager für die Feder 10 dient. Als Material für die genannten Bauelemente kommen Metalle oder auch Kunststoffe in Frage. Die schraubstockartig eingespannte Kugel 1 2 wird mit der Kraft der Feder 1 0 bei der Auslösung der Absperrarmatur 1 in den konvex ausgestalteten Trichter 25 getrieben, um die Armatur zu verschließen. Die Auslösung erfolgt durch das temperaturempfindliche Element, welches infolge der Temperaturerhöhung und dem Schmelzlotabfluß seitlich bewegbar ist.

In der in Fig. 1 0 gezeigten alternativen Ausführungsform ist der Anschlußstutzen 3 ebenfalls mit einem Außengewinde versehen, so daß im inneren ein entsprechender Platz für die Anordnung des Halteelements 1 1 in einer vorgelagerten Position verbleibt. Die Armatur kann insgesamt verkürzt ausgebildet sein.

Sofern die Länge der Absperrarmatur dies zuläßt, können zusätzliche Mehrkantringe oder alternative Mehrkantringe angeordnet sein. Der Einsatz des temperaturempfindlichen Elementes 6 in die Sackbohrung des Gehäuses 2 vermeidet jegliche Leckage in diesem Bereich. Die Bohrung kann so ausgeführt sein, daß der Schmelzlotbereich des temperaturempfindlichen Elementes, wie in den Figuren 8 und 1 0 gezeigt, möglichst weit an der Gehäusenaußenseite liegt. In die Durchgangsbohrung 7 kann, wie insbesondere in Figur 1 1 gezeigt ist, ein Stiftelement mit einem sehr langen Feingewinde eingedreht werden. Einerseits unterstützt dies die Verspannbarkeit der Kugel 1 2, andererseits wird durch diese Ausgestaltung jegliches Leckageproblem vermieden. Beim Einsatz der Stiftelemente in die jeweiligen Bohrungen können zusätzliche Kleber verwendet werden.

Die in den Fig. 1 2 und 1 3 in unterschiedlichen Funktionszuständen gezeigten Ausführungsbeispiele entsprechen hinsichtlich der wesentlichen Konstruktion den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigt sich, daß der Auslaß 26 konisch ausgebildet ist, so daß der kugelförmige Schließkörper dort gut dichtet. Das gezeigte Ausführungsbeispiel offenbart die Verwendung eines Führungsstiftes 28, welcher einerseits am Halteelement 1 1 eingesetzt ist und bis in die Bohrung des Schließkörpers hineinragt. Der Führungsstift kann beispielsweise aus einem temperaturbeständigen Kunststoff, einem Metall oder ähnlichen Materialien hergestellt sein. Auch kann er hinsichtlich seiner Kontur bedarfsgerecht gestaltet sein, beispielsweise Verdrehungen ausschließen und dergleichen. Der Führungsstift 28 wird von der Feder 10 umgeben. Sowohl die Feder 1 0 als auch die Kugel 1 2 sind somit geführt und können während des Auslösevorgangs nicht kippen. Dadurch wird ein sicheres Schließen gewährleistet.

Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel, welches einen Eckanschlußhahn zeigt, in welchen eine Absperrarmatur 1 eingesetzt ist, zeigt eine weitere Besonderheit. In besonders vorteilhafter und erfindungswesentlicher Weise ist in der in die Armatur eingesetzten Stirnkante der Absperrarmatur 1 eine Stirndichtung 30 eingesetzt. Dadurch wird die Dichtheit erheblich erhöht und auch im Auslösefalle gewährleistet. Darüber hinaus wird die Dichtungsmontage erheblich vereinfacht und somit werden die Herstellungskosten reduziert.

Bei dem in den Fig. 1 5 und 16 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Absperrarmatur 1 direkt in eine Anschlußarmatur 8 integriert. Es entfallen somit die nachträglich einzusetzenden Absperrarmaturstutzen und das Gehäuse wird durch eine Gehäuseerweiterung der Armatur 8 bereitgestellt. In vereinfachender und erfindungsgemäßer Weise können die Elemente wie Halteelement 1 1 , Führungsstift 28, Feder 10, Kugel 12 sowie die Haltestifte 13 bzw. 6 zu einer Einheit integriert und nachträglich in das rohrförmige Gehäuse einer Leitung oder einer Armatur eingesetzt werden.

Bei dem in den Figuren 17 bis 24 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Absperrarmatur 1 dadurch gebildet, daß in ein Gehäuse 2 eine Einheit bestehend aus Federelement, Schließkörper, Auslöseelement und Gegenlager für die Feder eingesetzt ist. Diese Einheit wird mit Kartusche 31 bezeichnet. Eine derartige Kartusche besteht aus einer Hülse 32, die beispielsweise aus Aluminium oder einem anderen entsprechenden Material bestehen kann. An der Hülse 32 sind Lagerstege 33 angeformt. Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, daß ein unterer Hülsenring einstückig mit angeformten Lagerstegen aus einem Material hergestellt wird, auf welchem eine obere Hülse 32 aufgesetzt ist. Der untere Hülsenring muß sich hinsichtlich des Materials nach der Einsatzstelle richten. Sofern eine Messingarmatur vorliegt, die ohnehin bis 650 °C absicherbar ist, kann der untere Hülsenring mit angeformten Lagerstegen aus Messing sein. Im Falle, daß höhere Temperaturen abgesichert werden müssen, beispielsweise bis 925 °C, ist dieser Bereich aus Stahl zu fertigen. Der obere Hülsenbereich, der einstückig mit dem unteren Bereich erstellbar ist oder separat von diesem hergestellt werden kann, kann dann in der Materialwahl entsprechend angepaßt sein. Ein wesentliches Element der Hülse 32 ist, daß sie an einem Ende einen Verschluß 38 aufweist. Dieser kann nachträglich eingesetzt, eingeschraubt oder sonstwie befestigt oder auch einstückig ausgebildet sein. Die Figuren 1 9 bis 21 zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine Hülse 32, die insgesamt einstückig aus einem Material hergestellt ist. Diese weist den Hülsenbereich 32, die Lagerstege 33, den Verschluß 38 und einen Sitz 37 auf, in welchen ein Auslöseelement einsetzbar ist. Die Form der Lagerstege ist unter strömungstechnischen Gesichtspunkten anpaßbar.

Wie in den Figuren 1 7 und 1 8 für ein mit einem Schließsitz versehenen Gehäuse 2 und in Figur 24 für eine entsprechend ausgebildete Armatur 8 gezeigt ist, wird die Hülse 32 mittels der Lagerböcke in die vorhandene Bohrung des das Gehäuse 2 bildenden Rohrstücks oder der Armatur 8 eingepreßt. Hier können neben Verpressungen auch Verschweißungen, Verklebungen oder gar Verschraubungen erfolgen.

In die Hülse 32, die über die gesamte Länge hohl ausgebildet ist, ist die Feder 36 eingesetzt, eine Schließfeder, die gegen den Verschluß 38 gegengelagert ist.

Die Hülse 32 weist in dem zwischen den Lagerstegen 33 liegenden Bereich eine erweiterte Bohrung auf, in welche ein Schließkörper 35 mit einem verjüngtem Bereich 43 einsetzbar ist. Der in den Figuren 22 und 23 im Detail gezeigte Schließkörper 35 weist einen sphärischen ausgebildeten Schließbereich 39 auf, der im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Unterkante einer Abflachung 42 aufweist. Am oberen Bereich weist der Schließkörper die Verjüngung 43 auf, die gegenüberliegend Abflachungen 40 umfaßt, die als Montagehilfe dienen. Im übrigen weist der Schließkörper 35 eine koaxiale Längsbohrung 41 auf. Wie die Figuren 1 7, 1 8 und 24 zeigen, dient die Längsbohrung 41 der Aufnahme des anderen Endes der Feder 36. In dem in Figur 1 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist noch zu sehen, daß in dem Sitz 37 eine Kugel in einer Einpreßposition mittels Schmelzlot eingegossen ist. Durch diese Kugel wird der Schließkörper 35 in seiner in die Hülse 32 eingesetzten Position gehalten. Diese Kartusche 31 , auch Dreibein genannt, läßt sich nun in Rohrstücke, Armaturen und dergleichen einsetzen. Bei Auftreten entsprechender Temperaturen wird das Schmelzlot schmelzen und die Kugel wird den schraubstockartig gehaltenen Schließkörper freigeben, der dann in den Schließsitz fällt, wie dies in den Figuren 18 bzw. 24 gezeigt ist. Es können Maßnahmen ergriffen werden, um die Temperatur schneller zum Schmelzlot zu führen. Dies umfaßt die geeignete Materialwahl, die Einfärbung und dergleichen. Schließlich kann die Kartusche 31 nach strömungstechnischen Gesichtspunkten gestaltet sein, um einen verwirbelungsfreien Gasfluß an der Kartusche vorbei zu gewährleisten.

Die beschriebene erfindungsgemäße Kartusche läßt sich sehr einfach außerhalb einer Armatur, eines Rohrstücks oder eines Gehäuses montieren und dann entsprechend einsetzen, weist also erhebliche wirtschaftliche Vorteile auf.

Bez u α sz e i c h e n l i ste

1 Absperrarmatur 40 Abflachung

2 Gehäuse 41 Bohrung

3 Anschlußstutzen 42 Abflachung

4 Anschlußstutzen 43 Verjüngung

5 Mehrkant

6 temperaturempfindliches Element

7 Bohrung

8 Armatur

9 Halteeinrichtung

10 Feder

11 Halteelement

12 Kugel

13 Haltestift

18 Zylinder

19 Kolben

20 Schmelzlot

21 Dichtring

22 Durchlaß

23 Lagerbereich

25 Trichter

26 Auslaß

27 Halteraum

28 Führungsstift

29 Lagersitz

30 Stirndichtung

31 Kartusche

32 Hülse

33 Lagerstege

34 Auslöseelement

35 Schließkörper

36 Feder

37 Sitz

38 Verschluß

39 Schließbereich

Claims

P a te n ta n s p rü c h e

1. Temperaturempfindliche Absperrarmatur, insbesondere für Gasleitungen, mit einem einen Durchlaß aufweisenden Gehäuse, in welchem ein Schließkörper und wenigstens ein temperaturempfindliches Bauelement angeordnet sind, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n et , daß in dem Gehäuse weiterhin wenigsten zwei in einer radialen Ebene liegende Klemmelemente zur Einspannung des Schließkörpers angeordnet sind, deren radialer Abstand durch das temperaturempfindliche Bauelement veränderbar ist.

2. Temperaturempfindliche Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente stiftartig ausgebildet sind.

3. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Klemmelemente an die Seitenflächen des Schließkörpers angepaßt sind.

4. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Klemmelemente durch das temperaturempfindliche Element gebildet ist.

5. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Dichtungsbereich des Schließkörpers im wesentlichen die Form einer Kugelschicht oder einer Kugelkalotte hat.

6. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper in dem vom Dichtungsbereich (10) wegweisenden Bereich eine Bohrung aufweist.

7. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper durch ein Federelement vorgespannt ist.

8. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement und/oder die Schließkörper auf einer Führung gelagert sind.

9. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Federelement ein Lagersitz für ein Federelement ausgebildet ist.

10. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen trichterförmig ausgebildeten Ventilsitz (25) aufweist.

1 1 . Absperrarmatur nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Ventilsitz (25) einen konvexen Querschnitt aufweist.

1 2. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des sich an den trichterförmigen Ventilsitz anschließenden Durchlasses kleiner ist als der Durchmesser des Schließkörpers in einer axialen Dichtflächenebene.

1 3. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element ein infolge einer Temperaturerhöhung sein Volumen veränderndes Material aufweist.

1 4. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement (6) ein Lagerteil und ein Aufnahmeteil umfaßt.

1 5. Absperrarmatur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement eine Zylinder-/Kolbenanordnung (1 8, 1 9) aufweist.

1 6. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 3 bis 1 5, dadurch gekennzeichnet, daß das volumenveränderliche Material in einem Bereich des Auslöseelementes angeordnet ist, der in Einbaulage zur Gehäuseaußenseite am nächsten liegt.

1 7. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement eine Positionsanzeige aufweist.

1 8. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Klemmelemente in die Gehäusewandung eingeschraubt ist.

1 9. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese an einer anderen Armatur angeordnet ist.

20. Absperrarmatur nach Anspruch 1 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einer anderen Armatur einstückig ausgebildet ist.

21 . Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Rohrstück ist.

22. Absperrarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement, der Schließkörper, das temperaturempfindliche Auslöseelement und das Federgegenlager zu einer Baugruppe zusammengefaßt und in die mit einem Schlitzsitz versehene Bohrung eines Rohrstücks bzw. eines Gehäuses einsetzbar ist.

23. Absperrarmatur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die einsetzbare Baugruppe eine Hülse (32) umfaßt, die mittels seitlich angeformter Lagerstege in eine Bohrung einpreßbar ist.

24. Absperrarmatur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse (32) eine Schließfeder und das temperaturempfindliche Auslöseelement aufgenommen sind.

25. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper mit einem Lagersitz in die Hülse eingesetzt und dort mittels des temperaturempfindlichen Auslöseelements fixiert ist.