WO2000004310A2 - Sicherheitseinrichtung zum absperren von gasführenden leitungssystemen - Google Patents

Sicherheitseinrichtung zum absperren von gasführenden leitungssystemen Download PDF

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    • Y10T137/88054Direct response normally closed valve limits direction of flow

Definitions

  • the invention relates to a safety device for shutting off gas-carrying line systems in the event of an inadmissible temperature increase according to the preamble of the first claim.
  • thermal valve fuses which are used in pipelines, such as in front of gas fittings, gas devices, gas meters, etc., are available in a variety of designs. They serve to interrupt the gas supply when the temperature rises before the temperature on the gas devices mentioned becomes so high that their external tightness is at risk.
  • EP 118 152 A1 discloses a valve in which a ball is held in the open position or in the closed position on the one hand by a spring and on the other hand by a part consisting of an alloy with thermal shape memory, the spring being so is formed that an automatic opening is not possible after the closing process.
  • EP 343 615 A1 describes a valve which has a cone as a shut-off element.
  • the guide rod penetrating the cover of the valve connects the cone to a melting body which is prestressed against the cover by a compression spring.
  • the guide rod is pulled out of it so that the cone can suddenly move in the closing direction under the action of the compression spring.
  • thermal safety valve is known from utility model DE 9420607.
  • This thermal safety valve has basically the same structure as the solution described above, i.e. there is a fusible link in the housing that holds a shut-off element, in this case a valve plug, in the open position.
  • a heating jacket is placed on the valve housing in the area of the fusible link, which is preferably electrically heatable, so that the safety valve not only triggers automatically when the higher temperature is applied directly to the fusible link, but also that it is a female solution is possible.
  • EP 637 457 A1 describes a device for automatically closing a shut-off valve.
  • the element that inhibits the closing force has at least at least a pressurized volume-variable hollow body with at least one predetermined breaking device, which consists of a material whose melting temperature is set to a defined limit temperature.
  • the limit temperature is reached or exceeded, the closing process is triggered by the material of the predetermined breaking device melting and the pressure escaping.
  • the compressive force in the hollow body is reduced and the closing force takes effect.
  • the predetermined breaking device can be designed as a reaction line, which can be installed at any distance from the shut-off valve. A fire that occurs in the area of the reaction line, but at a distance from the shut-off valve, therefore results in the shut-off valve closing.
  • reaction line must extend across the entire area of the system to be protected, which in particular in the case of larger systems results in a disproportionately high outlay.
  • shut-off valve for a gas-carrying line system, with a shut-off element, which is held in the open position by at least one element that inhibits a closing force, is known.
  • the element has at least one pressurized volume changeable
  • Hollow body which is connected to a so-called functional line, which consists of a material whose melting temperature is set to a defined limit temperature.
  • a functional line which consists of a material whose melting temperature is set to a defined limit temperature.
  • a backflow preventer is additionally arranged in the outlet of the line system, which prevents the gas from flowing back out of the downstream line system in the event of a pressure drop in the line system.
  • shut-off valve With this shut-off valve, there is pressure in the hollow body and in the functional line that is required to hold the shut-off element in the open position.
  • this pressure is independent of the pressure prevailing in the gas-carrying pipeline system.
  • gas flow monitors serve to interrupt the gas supply when the gas consumption increases above a predetermined value.
  • the invention is based on the problem of developing a safety device for shutting off gas-carrying line systems of the type mentioned, which prevents the gas flow through the safety device when the temperature increases in the region of the gas-carrying line system downstream of the safety device, in particular when the connected gas devices are closed.
  • the possibility should be created to avoid an excessive pressure rise in the downstream line system.
  • the manufacturing effort and size should be kept as low as possible.
  • the problem is solved in that the safety device has a check valve which prevents backflow from the gas-conducting line system downstream of the safety device, and in that a pressure-sensitive element acted upon by the pressure prevailing in the downstream line system is also arranged in the safety device. This pressure-sensitive element is coupled to a closing valve in such a way that when the pressure in the downstream line system rises the closing valve prevents gas flow into the downstream line system.
  • the non-return valve or a bypass that bypasses this non-return valve allows a backflow from the downstream line system to be released after the gas flow into the downstream line through the shut-off valve Line system is shut off, whereby a backflow from the downstream line system is also released by the closing valve.
  • the movable closing element of the check valve can be a piston or a diaphragm plate which is loaded against the flow direction of the gas by a spring and / or by its own weight.
  • the piston or membrane plate can simultaneously form the pressure-sensitive element.
  • a design which is particularly advantageous in terms of production technology and which is inexpensive is obtained if the piston moves into a bore due to increasing pressure in the gas-conducting line system downstream of the safety device. one is moved, a return movement of the piston being prevented by means of an engaging detent.
  • the bore is sealed by the piston using an elastic seal.
  • the bore is favorably tapered in the direction of movement of the piston.
  • Locking device consists of an extension of the bore and the elastic seal.
  • the diameter of the extension is smaller than the diameter of the piston with an elastic seal.
  • the transition from the extension to the hole has a stop.
  • Another embodiment of the safety device according to the invention for shutting off gas-carrying line systems results from the fact that the pressure-sensitive element is coupled to a gas flow monitor known per se in such a way that the gas flow monitor is in the closed position due to pressure increase in the downstream line system.
  • This can be achieved, for example, in that the pressure-sensitive element at Pressure increase releases a lock of a preloaded spring and the gas flow switch assumes its closed position under the action of the spring.
  • the axial movement of the piston is advantageously limited on both sides by a seat, the seat located upstream for the piston forming the check valve with the piston, whereas the seat located downstream for the piston forms the gas flow monitor with the piston.
  • the piston In order to avoid a sudden movement of the piston from its operating position when switching on the gas device, and thus to prevent the gas flow monitor from responding prematurely, the piston has an extension on at least one end face, which, with a clearance fit, slides in an opening which serves as a guide and which in turn slides is sealed gas-tight at the end. The opening process is damped.
  • FIG. 1 shows a safety device according to the invention with a ball valve in section
  • FIG. 2 shows a safety device according to the invention in a second embodiment in section in the operating position
  • FIG. 3 shows a safety device according to the invention in a second embodiment in section in the position during pressure equalization
  • FIG. 4 shows an inventive device 5 shows a safety device according to the invention in a third version with a gas flow monitor in section in the operating position
  • FIG. 6 shows a safety device according to the invention in a third embodiment in section in the securing position
  • FIG. 7 shows a safety device according to the invention in a fourth embodiment with gas flow monitor in section in the operating position
  • FIG. 8 shows a safety device according to the invention in a fourth embodiment with gas flow monitor in section in the 9
  • FIG. 10 an inventive safety device in a fourth embodiment with gas flow monitor in section in division of labor
  • FIG. 11 shows a fourth embodiment of a safety device according to the invention with the gas flow monitor closed
  • FIG. 12 shows a fourth embodiment of a safety device according to the invention with a handle on average.
  • the safety device according to the invention which is explained in more detail below, is described in FIG. 1 on the basis of a ball valve known to the person skilled in the art as a closing valve 1.
  • the safety device has a tubular housing 11, which has a connection at both ends, which in this case is drawn as a thread. It goes without saying that a different connection is also possible.
  • a check valve 2 is arranged centrally in the housing 11 following the internal thread on the inlet side.
  • the direction of flow prevailing in normal operation in the pipe system referred to in the following text only as the direction of flow, is represented by an arrow.
  • the check valve 2 in this case consists of two perforated disks 21/22 arranged one behind the other in the direction of flow, each having a slide bearing 211/221 in the center for an axially movable tappet 23, on which a piston 24 is fastened between the perforated disks 21/22.
  • a pressure spring 25 acts on the end face of the piston 24 facing away from the gas inlet 113 and is supported with its other end on the perforated disk 22.
  • an O-ring is arranged as an elastic seal 242 in a circumferential groove 241 of the piston 24, the valve seat for the check valve being formed by the bore 26 formed conically in the flow direction by the inner wall of the housing 11 2 is realized.
  • the housing 11 furthermore has a ball which serves as a closing body 12 and is rotatably mounted in seals serving as seat 16 and which is provided in the longitudinal direction of the housing 11 with a through hole 121.
  • the construction and mode of operation of the ball valve 1 are known to the person skilled in the art and therefore need not be explained in more detail here.
  • a pressure-sensitive element 3 is arranged between the ball valve 1 and the check valve 2.
  • the pressure-sensitive element 3 consists of a pot-shaped metal bellows 31 which is attached to the inside wall of the housing 11 in a gas-tight manner and protrudes radially into the interior of the housing 11, on the bottom of which a plunger 32 is fastened, the other end of which is in a wall of the housing 11 located through bore 111 is guided to be longitudinally movable.
  • a pressure piece 33 is supported on the tappet 32 and protrudes outward from the housing 11.
  • an L-shaped cranked lever is rotatably mounted on the top 112, one leg 341 of which has an opening 342 into which the end of the pressure piece 33 protruding from the housing 11 projects.
  • the other leg 343 is in contact with the handle 15 when the ball valve 3 is open.
  • a torsion spring 35 is axially guided on the attachment 112, which is supported at one end on the housing 11, while the other end rests on the leg 343 in such a way that it loads the handle 15 in the closing direction of the ball valve 1, the pressure piece 33 having a rest for the lever forms.
  • the ball 12 of the ball valve 1 In the operating position, the ball 12 of the ball valve 1 is open. If the gas device located at the end of the downstream gas-carrying line system, which is not shown, is out of operation, the check valve 2 is in its closed position. Now occurs in the area of the downstream gas-carrying
  • the safety device described in this exemplary embodiment can be direction additionally have a bypass line.
  • this bypass line which connects the upstream and the downstream line system bypassing the safety device, a pressure relief valve known to the person skilled in the art and therefore not explained in detail is functionally arranged such that it is always closed in the direction of flow of the gas, whereas pressure compensation by the downstream one in the upstream pipe system is made possible.
  • the setting of this pressure relief valve has to take place in such a way that it only responds after the closing valve 1 has been closed.
  • FIGS. 2 to 4 A second modified exemplary embodiment of a safety device according to the invention is shown in schematic form in FIGS. 2 to 4, which is characterized in particular by its simple structure.
  • This safety device according to the invention has a housing 11 with a gas inlet 113 and a gas outlet 114, which is shown in a corner shape in this exemplary embodiment.
  • Gas inlet 113 and gas outlet 114 are each provided with a connection option (not shown) for a gas-carrying line system.
  • a check valve 2 which consists of a piston 24 and a valve seat formed by a bore 26 in the housing 11, which conveniently widens conically in the direction of flow.
  • the piston 24 which, as in the first exemplary embodiment, has an O-ring as an elastic seal 242 in a circumferential groove 241 to ensure the gas tightness of the check valve 2 in the closed position.
  • the piston 24 is loaded by its own weight against the direction of flow.
  • the piston 24 has an end extension 243 on one side, which is guided in an opening 115 in the housing 11. Inside the opening 115 there is a groove 116 in which a radially resilient element 117, for example a wire bracket, is partially supported, but is otherwise in the opening cross section.
  • the extension 243 has a first constriction 244, in the area of which the resilient element 117 is located in the operating position (FIG. 2). The limitation of the constriction 244 facing away from the piston 24 forms a first stop 245 which limits the opening stroke of the piston 24.
  • the limitation of the first constriction 244 facing the piston 24, on the other hand, has a conical transition 246, so that when the resilient element 117 is reached, it widens into its groove 116 until a second constriction 247 located on the shaft 243, the is located between piston 24 and first constriction 244, comes into engagement.
  • the boundary of the second constriction 247 facing the first constriction 244 forms a second stop 248 which limits the stroke of the piston 24 in such a way that it can no longer leave the bore 26 in the flow direction.
  • the second constriction 242 and the second stop 248 thus form a detent 27.
  • a compression spring 25 is guided on the extension 243 and is located between the housing 11 and the piston 24. In the operating position, this compression spring 25 is freely movable in the longitudinal direction and is therefore ineffective (FIG. 2).
  • the piston 24, in conjunction with the bore 26, takes on not only the function of the check valve 2, but also the function of the closing valve 1, and also the function of the pressure-sensitive element 3, which leads to the simple construction already mentioned above.
  • the check valve 2 has closed (FIG. 2).
  • the resilient element 117 is located in the first constriction 244 which, with its stop 245, limits the opening stroke when there is the gas appliance is switched on. If a temperature increase occurs in the area of the downstream gas-carrying pipe system, for example due to fire, the pressure in this pipe system increases as a result of the heating. This rise in pressure causes the piston 24 to move counter to the direction of flow and against the force of the compression spring 25 which then comes into effect and which is supported on the housing 11 and on the piston 24.
  • the extension 243 is moved so far by the stroke relative to the resilient element 117 that the resilient element 117 slides over the conical transition 246 into the second constriction 247.
  • the stroke of the piston 24 has the effect that an opening gap is formed between the elastic seal 242 formed by the O-ring and the bore 26, which leads to pressure relief of the downstream line system (FIG. 3).
  • the piston 24 is again moved under the action of the compression spring 25 into the bore 26 which then serves as the seat 16 of the closing valve 1.
  • the check valve 27 prevents the check valve 2 from opening.
  • the safety device is in the safety position.
  • FIGS. 5 and 6 show, in schematic form, a further third exemplary embodiment of a safety device according to the invention, modified from the second exemplary embodiment, in which no pressure relief takes place.
  • This safety device also has a housing 11 with a gas inlet 113 and a gas outlet 114, which is shown in a corner shape in this exemplary embodiment.
  • Gas inlet 113 and gas outlet 114 are each provided with a connection option (not shown) for a gas-carrying line system.
  • a check valve 2 in the housing 11 which consists of a piston 24 and a valve seat formed by a bore 26 in the housing 11, which advantageously expands conically in the direction of flow.
  • the piston 24 In the direction of flow behind the bore 26 is the piston 24, which, as in the first and second exemplary embodiment, has an O-ring as an elastic seal 242 in a circumferential groove 241 to ensure the gas tightness of the check valve 2 in the closed position.
  • the piston 24 is loaded by its own weight against the direction of flow. Upstream, the bore 26 merges into an extension 262, the diameter of which is smaller than the diameter of the piston 24 with the elastic sealing element 242.
  • the transition from the extension 262 to the bore 26 has a stop 248, so that the elastic sealing element 242 and the extension 262 form the detent 27 suitable for low line pressures.
  • the detent 27 can be designed such that the piston 24 has an end extension 243 on one side, which is guided in a guide region 18 of an opening 115, as long as the piston is outside the extension 262.
  • the check valve 2 has closed (FIG. 5).
  • the extension 243 is located in the guide area 18. If a temperature increase in the area of the downstream gas-carrying pipe system due to fire, for example, the pressure in this pipe system rises as a result of the heating. This increase in pressure causes the piston 24 to move counter to the direction of flow and the piston 24 reaches the widening 262.
  • the latch 27 prevents the check valve 2 from opening.
  • the safety device is in the safety position.
  • the extension moves the extension 243 in the opening 115 so far that it guides the guide leaves rich 18 and assumes the safety position due to the tilting of the extension (Fig. 6).
  • FIGS. 7 to 12 A modified embodiment of a safety device according to the invention is shown in schematic form in FIGS. 7 to 12.
  • the safety device is combined with a gas flow monitor 4.
  • This safety device has a housing 11 with a gas inlet 113 and a gas outlet 114, which is shown in a corner shape in this exemplary embodiment.
  • Gas inlet 113 and gas outlet 114 are each provided with a connection option (not shown) for a gas-carrying line system.
  • a check valve 2 which consists of a piston 24 and a bore 26 formed by a first constriction in the housing 11.
  • the piston 24 In the flow direction behind the bore 26, the piston 24 is arranged, which has an O-ring as an elastic seal 242 in a circumferential groove 241. The piston 24 is loaded by its own weight against the direction of flow.
  • the housing 11 has a second constriction, which is formed as the seat 41 of a gas flow monitor 4 known per se, the closing body of which in this exemplary embodiment is formed by the piston 24.
  • the piston 24 is attached in one piece to a longitudinally movable tappet 23, which is guided on the one hand in a slide bearing 221 located in a perforated disk 22 in the housing 11 in the flow direction behind the seat 41 and on the other hand in an opening 115.
  • the plunger 23 advantageously has a guide collar 231 which forms a clearance fit with the opening 115. At the opening 115 adjoins an outwardly leading bore 118, which is sealed gas-tight by a plug 17.
  • the bore 118 is offset from the opening 115 so that an additional at least one-sided locking edge 119 for a located in the bore 118 and otherwise longitudinally movable pressure piece 33, which is loaded by a compression spring 25, which is supported on the plug 17, in the direction of the plunger 23.
  • the pressure piece 33 On its end facing the plunger 23, the pressure piece 33 has a funnel-shaped receptacle 331 for the plunger.
  • the piston 24 also takes over in this embodiment in connection with the seat formed by the bore 26 not only the function of the check valve 2, but also the function of the closing valve 1, and also the function of the pressure-sensitive element 3, which leads to the above simple construction mentioned leads.
  • the piston 24 serves as a closing body for the gas flow monitor 4, the seat 41 of which is integrated in the housing 11.
  • the check valve 2 has closed (FIG. 7), i.e. the piston 24 is located in the area of the bore 26.
  • the plunger 23 has the guide collar 231 already mentioned above, which is connected with the existing clearance to the opening 115 acts as an attenuator.
  • the stroke of the piston 24 has the result that an opening gap is created between the O-ring serving as the elastic seal 242 and the bore 26, which leads to a pressure relief of the downstream line system (FIG. 8).
  • the piston 24 is moved under the action of the compression spring 25 against the seat 41 which then serves as the seat 16 of the closing valve 1 (FIG. 9).
  • the safety device is in the safety position.
  • the check valve 2 has opened. It is in the working position (Fig. 10).
  • the piston 24 is located in the area between the bore 26 and the valve seat 41. If an increase in the gas volume flow now occurs in the area of the downstream gas-carrying pipe system, the piston 24 is moved against the seat 41, i.e. the gas flow monitor 4 closes and the safety device is in the safety position (FIG. 11).
  • FIG. 12 the exemplary embodiment of a safety device according to the invention, which is shown schematically in FIGS. 7 to 11 and has already been described in detail above, additionally has a handle 15 which can be actuated from the outside and is mounted in a gas-tight manner in a bushing not shown in the housing 11. By actuating this handle 15, the piston 24 can be lifted off the seat 41. With the gas-carrying line systems in good condition and the gas device closed, the safety device in the closed position can thus be moved into its starting position.
  • the safety device according to the invention is of course not limited to the exemplary embodiments shown. Rather, changes and modifications are possible without leaving the scope of the invention. For example, connections can vary.
  • the described combined assemblies can be designed as individual components, or the described components can be replaced by equivalent ones.
  • a combination of, for example, the exemplary embodiments described in FIGS. 2 to 6 is also possible.
  • the safety device according to the invention can also be shown schematically for the fourth embodiment, as shown only in FIG. 12, and can have an externally actuated handle 15, as described above. It is also possible to arrange several safety devices according to the invention in a gas distributor.

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Abstract

Es soll eine thermische Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen geschaffen werden, bei der der Gasdurchfluß durch die Sicherheitseinrichtung bei einer Temperaturerhöhung im Bereich des der Sicherheitseinrichtung nachgeordneten gasführenden Leitungssystems, insbesondere bei Geschlossenstellung der angeschlossenen Gasgeräte, verhindert wird. Desweiteren sollen der Herstellungsaufwand und die Baugröße so gering wie möglich gehalten werden. Die Sicherheitseinrichtung weist ein Rückschlagventil (2) auf, das eine Rückströmung aus dem der Sicherheitseinrichtung nachgeordneten gasführenden Leitungssystem verhindert. Desweiteren ist in der Sicherheitseinrichtung ein vom im nachgeordneten Leitungssystem herrschenden Druck beaufschlagtes druckempfindliches Element (3) angeordnet. Dieses druckempfindliche Element (3) ist mit einem Schließventil (1) derart gekoppelt, daß bei Druckanstieg im nachgeordneten Leitungssystem durch das Schließventil (1) ein Gasdurchfluß in das nachgeordnete Leitungssystem verhindert wird. Die Sicherheitseinrichtung dient zum automatischen Absperren von Gasleitungen beim Auftreten einer unzulässigen Temperaturerhöhung im Bereich des der Sicherheitseinrichtung nachgeordneten Leitungssystems.

Description

Beschreibung
Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen beim Auftreten einer unzulässigen Temperaturerhöhung nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Stand der Technik
Solche thermischen Armaturensicherungen, die in Rohrleitungen, wie zum Beispiel vor Gasarmaturen, Gasgeräten, Gaszählern usw., eingesetzt werden, gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen. Sie dienen dazu, bei einer Temperaturerhöhung die Gaszufuhr zu unterbrechen, bevor die Temperatur an den genannten Gasgeräten so hoch wird, daß deren äußere Dichtheit gefährdet ist.
So ist in der EP 118 152 A1 ein Ventil bekannt, bei dem eine Kugel einerseits durch eine Feder und andererseits durch ein aus einer Legierung mit thermischem Formerinnerungsvermögen bestehendem Teil in Offen- bzw. nach Erreichen einer Grenztemperatur in Schließstellung gehalten wird, wobei die Feder so ausgebildet ist, daß nach dem Schließvorgang ein selbsttätiges Öffnen nicht möglich ist.
Bei dieser Lösung ist es von Nachteil, daß das im Inneren des Gehäuses befindliche aus der Legierung mit thermischem Formerinnerungsvermögen bestehende Teil mit der höheren Temperatur beaufschlagt werden muß, um das gewünschte Schließen des Ventils zu erreichen. Das bedeutet, daß das gesamte Ventil erwärmt werden muß, damit durch Wärmeleitung ein Ansprechen des temperatu- rempfindlichen Teils erfolgt. Desweiteren ist es notwendig, daß in unmittelbarer Nähe von jedem durch erhöhte Temperatur gefährdeten Bauteil ein solches Ventil angeordnet sein muß, um die Temperatur in diesem Bereich zu erfassen und gegebenenfalls die Gasleitung abzusperren.
In der EP 343 615 A1 wird ein Ventil beschrieben, das als Absperreiement einen Kegel aufweist. Bei dieser Lösung verbindet die den Deckel des Ventils durchdringende Führungsstange den Kegel mit einem Schmelzkörper, der mit einer Druckfeder gegen den Deckel vorgespannt ist. Sobald der Schmelzkörper erweicht, wird die Führungsstange aus ihm herausgezogen , so daß sich der Kegel unter der Wirkung der Druckfeder schlagartig in Schließrichtung bewegen kann.
Auch bei dieser Lösung ist es von Nachteil, daß sich einerseits das temperaturempfindliche Element im Inneren des Gehäuses befindet und somit auch hier das gesamte Ventil erwärmt werden muß und daß andererseits in unmittelbarer Nähe von jedem durch erhöhte Temperatur gefährdeten Bauteil ein solches Ventil an- geordnet sein muß.
Desweiteren ist aus dem Gebrauchsmuster DE 9420607 ein thermisches Sicherheitsventil bekannt. Dieses thermische Sicherheitsventil hat prinzipiell denselben Aufbau wie die weiter oben beschriebene Lösung, d.h. im Gehäuse befindet sich ein Schmelzlot, das ein Absperreiement, in diesem Fall ein Ventilkegel, in Offenstellung hält. Zusätzlich ist jedoch auf das Ventilgehäuse im Bereich des im Inneren befindlichen Schmelzlotes ein Heizmantel aufgesetzt, der vorzugsweise elektrisch beheizbar ist, so daß das Sicherheitsventil nicht nur selbsttätig auslöst, wenn das Schmelziot direkt mit der höheren Temperatur beaufschlagt wird, son- dem daß auch eine Femausiösung möglich ist.
Diese Lösung hat den Nachteil, daß es neben dem komplizierteren Aufbau erforderlich ist, eine zusätzliche Hilfsenergiequelle bereitzustellen, sowie Leitungen zu verlegen und entsprechende Betätigungsmöglichkeiten vorzusehen.
In der EP 637 457 A1 ist eine Vorrichtung zum automatischen Schließen einer Absperrarmatur beschrieben. Das die Schließkraft hemmende Element weist min- destens einen druckbeaufschiagten volumenveränderlichen Hohlkörper mit mindestens einer Sollbrucheinrichtung auf, die aus einem Material besteht, dessen Schmelztemperatur auf eine definierte Grenzwerttemperatur eingestellt ist. Bei Erreichen oder Überschreiten der Grenzwerttemperatur wird der Schließvorgang dadurch ausgelöst, daß das Material der Sollbrucheinrichtung schmilzt und der Druck entweicht. Die Druckkraft im Hohlkörper wird abgebaut und die Schließkraft wird wirksam. Dabei kann die Sollbrucheinrichtung als Reaktionsleitung ausgebildet sein, die mit beliebigem Abstand von der Absperrarmatur verlegt werden kann. Ein im Bereich der Reaktionsleitung, jedoch in Abstand von der Absperrarmatur auftretender Brand hat somit ein Schließen der Absperrarmatur zur Folge.
Hierbei ist es von Nachteil, daß sich die Reaktionsleitung flächendeckend über den gesamten Bereich der zu schützenden Anlage erstrecken muß, was insbesondere bei größeren Anlagen einen unverhältnismäßig hohen Aufwand zur Folge hat.
Aus der DE 296 12 921 U1 ist eine Absperrarmatur für eine gasführende Leitungsanlage, mit einem Absperrelement, das durch mindestens ein eine Schließkraft hemmendes Element in Offenstellung gehalten wird, bekannt. Dabei weist das Element mindestens einen druckbeaufschlagten volumenveränderlichen
Hohlkörper auf, der mit einer sogenannten Funktionsleitung verbunden ist, die aus einem Material besteht, dessen Schmelztemperatur auf eine definierte Grenzwerttemperatur eingestellt ist. Bei einem Schmelzen der Funktionsleitung tritt ein Druckabfall im Hohlkörper auf und die Schließkraft betätigt das Absperrelement, so daß die Absperrarmatur geschlossen und der Durchfluß durch die Leitungsanlage unterbunden wird. Im Ausgang der Leitungsanlage ist zusätzlich eine Rückströmsicherung angeordnet, die bei einem Druckabfall in der Leitungsanlage ein Zurückströmen des Gases aus dem nachgeschalteten Leitungssystem verhindert.
Bei dieser Absperrarmatur herrscht im Hohlkörper und in der Funktionsleitung ein Druck, der benötigt wird, um das Absperrelement in Offenstellung zu halten. Die- ser Druck ist jedoch unabhängig vom in der gasführenden Leitungsanlage herrschenden Druck.
Es ist auch bekannt zum automatischen Absperren von Gasleitungen sogenannte Gasströmungswächter einzusetzen. Diese Gasströmungswächter dienen dazu bei einer Erhöhung des Gasverbrauches über einen vorgegebenen Wert die Gaszufuhr zu unterbrechen.
Bei diesen Gasströmungswächtern ist es jedoch von Nachteil, daß bei auftreten- der Beschädigung der Gasleitung, beispielsweise durch Brand, und bei geschlossenem Gasgerät der aus dem Leck strömende Gasvolumenstrom größer als der ansonsten zum Betrieb des Gasgerätes benötigte Gasvolumenstrom sein muß, ehe ein Schließen des Gasströmungswächters erfolgt.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen der genannten Art zu entwickeln, die den Gasdurchfluß durch die Sicherheitseinrichtung bei einer Temperaturerhöhung im Bereich des der Sicherheitseinrichtung nachgeordneten gasführenden Leitungssystems insbesondere bei Geschlossenstellung der angeschlossenen Gasgeräte verhindert. Zusätzlich soll die Möglichkeit geschaffen werden einen zu hohen Druckanstieg im nachgeordneten Leitungssystem zu vermeiden. Desweiteren sollen der Herstellungsaufwand und die Baugröße so gering wie möglich gehalten werden. Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, daß die Sicherheitseinrichtung ein Rückschlagventil aufweist, das eine Rückströmung aus dem der Sicherheitseinrichtung nachgeordneten gasführenden Leitungssystem verhindert, und daß in der Sicherheitseinrichtung desweiteren ein vom im nachgeordneten Leitungssystem herrschenden Druck beaufschlagtes druckempfindliches Element angeordnet ist. Dieses druckempfindliche Element ist mit einem Schließventil derart gekoppelt, daß bei Druckanstieg im nachgeordneten Leitungssystem durch das Schließventil ein Gasdurchfluß in das nachgeordnete Leitungssystem verhindert wird.
Damit wurde eine Lösung gefunden, mit der die bisherigen Nachteile des Standes der Technik, daß ein im Inneren des Gehäuses befindliches thermisches Element mit der höheren Temperatur beaufschlagt werden muß, um das gewünschte Schließen des Ventils zu erreichen, beseitigt worden ist. Desweiteren ist es nicht mehr notwendig, daß in unmittelbarer Nähe von jedem durch erhöhte Temperatur gefährdeten Bauteil ein solches Ventil angeordnet sein muß, um die Temperatur in diesem Bereich zu erfassen und gegebenenfalls die Gasleitung abzusperren. Weiterhin zeichnet sich diese Lösung vor allen Dingen durch ihre Einfachheit und die geringe Baugröße aus.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den anderen Pa- tentansprüchen hervor. Um beispielsweise zu verhindern, daß der bei einer Temperaturerhöhung im nachgeordneten Leitungssystem auftretende Druckanstieg zu hoch wird, kann durch das Rückschlagventil oder durch einen dieses Rückschlagventil umgehenden Bypaß eine Rückströmung aus dem nachgeordneten Leitungssystem freigegeben werden, nachdem durch das Schließventil der Gas- durchfluß in das nachgeordnete Leitungssystem abgesperrt ist, wobei durch das Schließventil ebenfalls eine Rückströmung aus dem nachgeordneten Leitungssystem freigegeben wird.
Um vor allen Dingen die Montage sehr zu vereinfachen, kann das bewegliche Schließelement des Rückschlagventiles ein Kolben oder ein Membranteller sein, der durch eine Feder und/oder durch sein Eigengewicht entgegen der Strömungsrichtung des Gases belastet ist. Dabei kann der Kolben oder Membranteller gleichzeitig das druckempfindliche Element bilden.
Eine insbesondere fertigungstechnisch vorteilhafte und kostengünstige Ausführung ergibt sich, wenn der Kolben durch steigenden Druck in dem der Sicherheitseinrichtung nachgeordneten gasführenden Leitungssystem in eine Bohrung hin- ein bewegt wird, wobei mittels einer in Eingriff kommenden Rastsperre eine Rückbewegung des Kolbens verhindert wird. Dabei ist durch den Kolben mittels einer elastischen Dichtung die Bohrung abgedichtet.
Um durch eine zunächst geringe Reibung zwischen Kolben und Sitz eine Hubbewegung des Kolbens bereits bei kleinem Druck zu erreichen und gleichzeitig bei steigendem Druck die Dichtheit zu gewährleisten, ist die Bohrung in Bewegungsrichtung des Kolbens günstigerweise konisch verjüngt gestaltet.
Günstigerweise weist der Bereich der Bohrung, der dem Kolben nach dem in Eingriff kommen der Rastsperre zugeordnet ist, eine Erweiterung auf. Auf Grund dessen, daß der Durchmesser dieser Erweiterung größer ist als der Durchmesser des Kolbens mit elastischer Dichtung, entsteht zwischen dem Kolben und der Erweiterung ein Öffnungsspalt, über den eine Druckentlastung im nachgeordneten Lei- tungssystem erfolgt. Nach dieser Druckentlastung befindet sich der Kolben unter der Wirkung einer Feder und/oder seines Eigengewichts sowie der Rastsperre wieder außerhalb der Erweiterung und dichtet mittels der elastischen Dichtung die Bohrung ab.
Ein fertigungstechnisch besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn die
Rastsperre aus einer Erweiterung der Bohrung und der elastischen Dichtung besteht. In diesem Fall ist der Durchmesser der Erweiterung kleiner als der Durchmesser des Kolbens mit elastischer Dichtung. Desweiteren weist der Übergang von der Erweiterung zur Bohrung einen Anschlag auf.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen ergibt sich dadurch, daß das druckempfindliche Element mit einem an sich bekannten Gasströmungswächter derart gekoppelt ist, daß sich der Gasströmungswächter durch Druckanstieg im nachgeordneten Leitungssystem in Geschlossenstellung befindet. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das druckempfindliche Element bei Druckanstieg eine Verriegelung einer vorgespannten Feder löst und der Gasströmungswächter unter der Wirkung der Feder seine Geschlossenstellung einnimmt.
Durch diese Kopplung mit einem Gasströmungswächter wird es ermöglicht, daß das nachgeordnete Leitungssystem unabhängig vom Betriebszustand des angeschlossenen Gasgerätes bei einer auftretenden Havarie sicher geschlossen wird.
Günstigerweise wird die axiale Bewegung des Kolbens beidseitig durch einen Sitz begrenzt, wobei der für den Kolben stromauf liegende Sitz mit dem Kolben das Rückschlagventil bildet, wohingegen der für den Kolben stromab liegende Sitz mit dem Kolben den Gasströmungswächter bildet.
Um beim Einschalten des Gasgerätes eine schlagartige Bewegung des Kolbens aus seiner Betriebsstellung, und damit ein vorzeitiges Ansprechen des Gasströ- mungswächters zu vermeiden, weist der Kolben auf zumindest einer Stirnseite eine Verlängerung auf, die mit Spielpassung in einer zur Führung dienenden Öffnung gleitet, die ihrerseits stimseitig gasdicht verschlossen ist. Der Öffnungsvorgang erfolgt dadurch gedämpft.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich, wenn die Sicherheitseinrichtung eine von außen betätigbare Handhabe aufweist mit der die Feder in die vorgespannte und verriegelte Stellung bringbar ist, oder/und mit der die in Geschlossenstellung befindliche Sicherheitseinrichtung in ihre Ausgangsstellung überführbar ist.
Möglich ist auch mehrere Sicherheitseinrichtungen in einem Gasverteiler anzuordnen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung mit Kugelhahn im Schnitt, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer zweiten Ausführung im Schnitt in der Betriebsstellung, Fig. 3 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer zweiten Ausführung im Schnitt in der Stellung beim Druckausgleich, Fig. 4 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer zweiten Ausführung im Schnitt in der Sicherungsstellung, Fig. 5 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer dritten Ausführung mit Gasströmungswächter im Schnitt in der Betriebsstellung,
Fig. 6 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer dritten Ausführung im Schnitt in der Sicherungsstellung, Fig. 7 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer vierten Ausführung mit Gasströmungswächter im Schnitt in der Betriebsstellung, Fig. 8 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer vierten Ausführung mit Gasströmungswächter im Schnitt in der Stellung beim Druckausgleich, Fig. 9 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer vierten Ausführung mit Gasströmungswächter im Schnitt in der Sicherungsstellung, Fig.10 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer vierten Ausführung mit Gasströmungswächter im Schnitt in Arbeitssteilung,
Fig.11 eine erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung in einer vierten Ausführung bei geschlossenem Gasströmungswächter im Schnitt, Fig.12 eine erfindungsgεmäße Sicherheitseinrichtung in einer vierten Ausführung mit Handhabe im Schnitt.
Die nachfolgend näher erläuterte erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist in der Figur 1 auf der Grundlage eines dem Fachmann bekannten als Schließventil 1 dienenden Kugelhahns beschrieben. Die Sicherheitseinrichtung besitzt ein rohr- förmiges Gehäuse 11 , das an beiden Enden jeweils einen Anschluß aufweist, der in diesem Fall als ein Gewinde gezeichnet ist. Es versteht sich von selbst, daß auch ein anderer Anschluß möglich ist. Im Anschluß an das eingangsseitige Innengewinde ist zentrisch im Gehäuse 11 ein Rückschlagventil 2 angeordnet. Die im Normalbetrieb im Leitungssystem vorherrschende Strömungsrichtung, im nachfolgenden Text nur mit Strömungsrichtung bezeichnet, ist durch einen Pfeil dargestellt.
Das Rückschlagventil 2 besteht in diesem Fall aus zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Lochscheiben 21/22, die mittig jeweils ein Gleitlager 211/221 für einen axial beweglichen Stößel 23 aufweisen, auf dem zwischen den Lochscheiben 21/22 ein Kolben 24 befestigt ist. Auf die dem Gaseingang 113 abgewandte Stirnseite des Kolbens 24 wirkt eine Druckfeder 25, die sich mit ihrem anderen Ende an der Lochscheibe 22 abstützt. Zur Gewährleistung der Gasdichtheit des Rückschlagventils 2 in Geschlossenstellung ist in einer umlaufenden Nut 241 des Kolbens 24 ein O-Ring als elastische Dichtung 242 angeordnet, wobei durch die sich in Strömungsrichtung konisch erweiternde durch die Innenwandung des Gehäuses 11 gebildete Bohrung 26 der Ventilsitz für das Rückschlagventil 2 realisiert wird.
Das Gehäuse 11 weist desweitereπ eine in als Sitz 16 dienenden Dichtungen drehbar gelagerte als Schließkörper 12 dienende Kugel auf, die in Längsrichtung des Gehäuses 11 mit einer Durchgangsbohrung 121 versehen ist. Eine durch ei- nen einstückig mit dem Gehäuse 11 des Kugelhahns 1 verbundenen rohrförmigen Aufsatz 112 radial nach außen führende drehbar und über O-Ringe 13 gasdicht gelagerte Achse 14 ist einerseits formschlüssig mit der Kugel 12 und andererseits mit einer Handhabe 15 verbunden, über die mittels einer Schwenkbewegung der Kugelhahn 1 in seine Offen- oder Geschlossenstellung bringbar ist. Aufbau und Wirkungsweise des Kugelhahns 1 sind dem Fachmann bekannt und brauchen deshalb hier nicht näher erläutert werden.
Zwischen dem Kugelhahn 1 und dem Rückschlagventil 2 ist ein druckempfindliches Element 3 angeordnet. Das druckempfindliche Element 3 besteht aus einem an der Innenwand des Gehäuses 11 stirnseitig gasdicht befestigten radial in das Innere des Gehäuses 11 ragenden topfförmigen Metallbalg 31 , auf dessen Boden ein Stößel 32 befestigt ist, der mit seinem anderen Ende in einer in der Wandung des Gehäuses 11 befindlichen Durchgangsbohrung 111 längsbeweglich geführt ist. Auf dem Stößel 32 stützt sich ein Druckstück 33 ab, das aus dem Gehäuse 11 heraus nach außen ragt.
Desweiteren ist auf dem Aufsatz 112 ein L-förmig gekröpfter Hebel drehbar gelagert, dessen einer Schenkel 341 eine Öffnung 342 aufweist, in die das aus dem Gehäuse 11 herausragenden Ende des Druckstücks 33 hineinragt. Der andere Schenkel 343 liegt bei Offenstellung des Kugelhahns 3 an der Handhabe 15 an. Weiterhin ist auf dem Aufsatz 112 eine Drehfeder 35 axial geführt, die sich mit einem Ende am Gehäuse 11 abstützt, während das andere Ende so am Schenkel 343 anliegt, daß dieser die Handhabe 15 in Schließrichtung des Kugelhahns 1 belastet, wobei das Druckstück 33 eine Rast für den Hebel bildet.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen und in diesem ersten Ausführungs- beispiel beschriebenen Sicherheitseinrichtung ist wie folgt:
In Betriebsstellung ist die Kugel 12 des Kugelhahns 1 geöffnet. Ist das am Ende des nicht dargestellten nachgeordneten gasführenden Leitungssystems befindliche Gasgerät außer Betrieb, so befindet sich das Rückschlagventil 2 in seiner Geschlossenstellung. Tritt nun im Bereich des nachgeordneten gasführenden
Leitungssystems eine Temperaturerhöhung durch beispielsweise Brandeinwirkung auf, so kommt es infolge der Erwärmung zu einem Druckanstieg in diesem Leitungssystem. Dieser Druckanstieg bewirkt einen Hub des Metallbalges 31 , wodurch über den Stößel 32 das Druckstück 33 aus der Durchgangsbohrung 111 und damit aus seiner Rast herausgehoben wird. Unter der Krafteinwirkung der gespannten Drehfeder 35 wird nunmehr auf Grund des nicht mehr gehaltenen Schenkels 341 der Schenkel 343 und damit auch die Handhabe 15 in Schließrichtung geschwenkt und der Kugelhahn 1 geschlossen. Die Sicherheitseinrichtung befindet sich in der Sicherheitsstellung.
Um einen zu hohen Druckanstieg in dem nachgeordneten Leitungssystem zu verhindern, kann die in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Sicherheitsein- richtung zusätzlich eine Bypaßleitung aufweisen. In dieser Bypaßleitung, die das vor- und das nachgeordnete Leitungssystem unter Umgehung der Sicherheitseinrichtung verbindet, ist ein dem Fachmann bekanntes und daher nicht näher erläutertes Überdruckventil funktionsmäßig derart angeordnet, daß es in Strömungs- πchtung des Gases immer verschlossen ist, wohingegen ein Druckausgleich vom nachgeordneten in das vorgeordnete Leitungssystem ermöglicht wird. Dabei hat die Einstellung dieses Überdruckventils so zu erfolgen, daß es erst nach dem Schließen des Schließventils 1 anspricht.
In den Figuren 2 bis 4 ist in schematischer Form ein zweites verändertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung dargestellt, das sich insbesondere durch seinen einfachen Aufbau auszeichnet. Diese erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung weist ein Gehäuse 11 mit einem Gaseingang 113 und einem Gasausgang 114 auf, das in diesem Ausführungsbeispiel in Eckform dargestellt ist. Gaseingang 113 und Gasausgang 114 sind jeweils mit einer nicht dargestellten Anschlußmöglichkeit für ein gasführendes Leitungssystem versehen.
Im Gehäuse 11 befindet sich ein Rückschlagventil 2, das aus einem Kolben 24 und einem durch eine im Gehäuse 11 befindliche Bohrung 26 gebildeten Ventilsitz besteht, der sich günstigerweise in Strömungsrichtung konisch erweitert. In Strömungsrichtung hinter der Bohrung 26 befindet sich der Kolben 24, der wie im ersten Ausführungsbeispiel zur Gewährleistung der Gasdichtheit des Rückschlagventils 2 in Geschlossenstellung in einer umlaufenden Nut 241 einen O-Ring als elastische Dichtung 242 aufweist. Der Kolben 24 ist durch Eigengewicht entgegen der Strömungsrichtung belastet.
Zusätzlich weist der Kolben 24 einseitig eine stirnseitige Verlängerung 243 auf, die in einer im Gehäuse 11 befindlichen Öffnung 115 geführt ist. Innerhalb der Öffnung 115 befindet sich eine Nut 116, in der ein radial federndes Element 117, bei- spielsweise ein Drahtbügel, teilweise gelagert ist, sich ansonsten jedoch im Öffnungsquerschnitt befindet. Die Verlängerung 243 weist eine erste Einschnürung 244 auf, in derem Bereich sich bei der Betriebsstellung das federnde Element 117 befindet (Fig. 2). Die dem Kolben 24 abgewandte Begrenzung der Einschnürung 244 bildet dabei einen ersten Anschlag 245, der den Öffnungshub des Kolbens 24 begrenzt. Die dem Kol- ben 24 zugewandte Begrenzung der ersten Einschnürung 244 weist dagegen einen konischen Übergang 246 auf, so daß bei einem Erreichen des federnden Elementes 117 eine Aufweitung desselben in seine Nut 116 erfolgt, bis eine auf dem Schaft 243 befindliche zweite Einschnürung 247, die sich zwischen Kolben 24 und erster Einschnürung 244 befindet, zum Eingriff kommt. Die der ersten Ein- schnürung 244 zugewandte Begrenzung der zweiten Einschnürung 247 bildet demgegenüber einen zweiten Anschlag 248, der den Hub des Kolbens 24 so begrenzt, daß er die Bohrung 26 in Strömungsrichtung nicht mehr verlassen kann. Die zweite Einschnürung 242 und der zweite Anschlag 248 bilden somit eine Rastsperre 27.
Auf der Verlängerung 243 wird eine Druckfeder 25 geführt, die sich zwischen dem Gehäuse 11 und dem Kolben 24 befindet. In der Betriebsstellung ist diese Druckfeder 25 in Längsrichtung frei beweglich und somit wirkungslos (Fig. 2).
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen und in diesem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Sicherheitseinrichtung ist wie folgt:
Der Kolben 24 übernimmt in diesem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Bohrung 26 nicht nur die Funktion des Rückschlagventils 2, sondern auch die Funktion des Schließventils 1 , sowie außerdem auch die Funktion des druckempfindlichen Elementes 3, was zu dem bereits weiter oben erwähnten einfachen Aufbau führt.
Ist das am Ende des nicht dargestellten nachgeordneten gasführenden Leitungs- Systems befindliche Gasgerät außer Betrieb, so hat das Rückschlagventil 2 geschlossen (Fig. 2). Das federnde Element 117 befindet sich in der ersten Einschnürung 244, die mit ihrem Anschlag 245 den Öffnungshub begrenzt, wenn sich das Gasgerät im eingeschalteten Zustand befindet. Tritt nun im Bereich des nachgeordneten gasführenden Leitungssystems eine Temperaturerhöhung durch beispielsweise Brandeinwirkung auf, so kommt es infolge der Erwärmung zu einem Druckanstieg in diesem Leitungssystem. Dieser Druckanstieg bewirkt einen Hub des Kolbens 24 entgegen der Strömungsrichtung und gegen die Kraft der dann zur Wirkung kommenden Druckfeder 25, die sich am Gehäuse 11 und am Kolben 24 abstützt. Gleichzeitig wird durch den Hub die Verlängerung 243 gegenüber dem federnden Element 117 so weit bewegt, daß das federnde Element 117 über den konischen Übergang 246 in die zweite Einschnürung 247 gleitet. Bei ei- nem entsprechend hohen und nicht erwünschten Druckanstieg bewirkt der Hub des Kolbens 24, daß zwischen der durch den O-Ring gebildeten elastischen Dichtung 242 und der Bohrung 26 ein Öffnungsspalt entsteht, der zu einer Druk- kentlastung des nachgeordneten Leitungssystems führt (Fig. 3). Nach der erfolgten Druckentlastung wird der Kolben 24 unter der Wirkung der Druckfeder 25 wie- der in die dann als Sitz 16 des Schließventils 1 dienende Bohrung 26 bewegt. Durch die Rastsperre 27 wird ein Öffnen des Rückschlagventils 2 verhindert. Die Sicherheitseinrichtung befindet sich in der Sicherheitsstellung.
Die Figuren 5 und 6 zeigen in schematischer Form ein weiteres gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel abgewandeltes drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung bei der keine Druckentlastung erfolgt.
Diese erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung weist ebenfalls ein Gehäuse 11 mit einem Gaseingang 113 und einem Gasausgang 114 auf, das in diesem Aus- führungsbeispiel in Eckform dargestellt ist. Gaseingang 113 und Gasausgang 114 sind jeweils mit einer nicht dargestellten Anschlußmöglichkeit für ein gasführendes Leitungssystem versehen.
Im Gehäuse 11 befindet sich auch in diesem Ausführungsbeispiel ein Rück- schlagventil 2, das aus einem Kolben 24 und einem durch eine im Gehäuse 11 befindliche Bohrung 26 gebildeten Ventilsitz besteht, der sich günstigerweise in Strömungsrichtung konisch erweitert. In Strömungsrichtung hinter der Bohrung 26 befindet sich der Kolben 24, der, wie im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, zur Gewährleistung der Gasdichtheit des Rückschlagventils 2 in Geschlossenstellung in einer umlaufenden Nut 241 einen O-Ring als elastische Dichtung 242 aufweist. Der Kolben 24 ist durch Eigengewicht entgegen der Strömungsrichtung belastet. Stromauf geht die Bohrung 26 in eine Erweiterung 262 über, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Kolbens 24 mit elastischem Dichtelement 242 ist. Desweiteren weist der Übergang von der Erweiterung 262 zur Bohrung 26 einen Anschlag 248 auf, so daß das elastische Dichtelement 242 und die Erweiterung 262 die für geringe Leitungsdrücke geeignete Rastsperre 27 bil- den. Für höhere Leitungsdrücke kann die Rastsperre 27 so ausgeführt sein, daß der Kolben 24 einseitig eine stirnseitige Verlängerung 243 auf, die in einem Führungsbereich 18 einer Öffnung 115 geführt ist, solange sich der Kolben außerhalb der Erweiterung 262 befindet.
Die Wirkungsweise der erfϊndungsgemäßen und in diesem dritten Ausführungsbeispiel beschriebenen Sicherheitseinrichtung, bei der, wie bereits weiter oben erwähnt, der Einfachheit halber keine Druckentlastung erfolgt, ist wie folgt:
Ist das am Ende des nicht dargestellten nachgeordneten gasführenden Leitungs- Systems befindliche Gasgerät außer Betrieb, so hat das Rückschlagventil 2 geschlossen (Fig. 5). Die Verlängerung 243 befindet sich im Führungsbereich 18. Tritt nun im Bereich des nachgeordneten gasführenden Leitungssystems eine Temperaturerhöhung durch beispielsweise Brandeinwirkung auf, so kommt es infolge der Erwärmung zu einem Druckanstieg in diesem Leitungssystem. Dieser Druckanstieg bewirkt einen Hub des Kolbens 24 entgegen der Strömungsrichtung und der Kolben 24 gelangt in die Erweiterung 262. Durch die Rastsperre 27 wird ein Öffnen des Rückschlagventils 2 verhindert. Die Sicherheitseinrichtung befindet sich in der Sicherheitsstellung.
Bei der für höhere Leitungsdrücke geeigneten Version wird durch den Hub die Verlängerung 243 in der Öffnung 115 so weit bewegt, daß sie den Führungsbe- reich 18 verläßt und durch das auftretende Verkanten der Verlängerung (Fig.6) die Sicherheitsstellung einnimmt.
In den Figuren 7 bis 12 ist in schematischer Form ein verändertes Ausführungs- beispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Sicherheitseinrichtung mit einem Gasströmungswächter 4 kombiniert.
Diese erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung weist ein Gehäuse 11 mit einem Gaseingang 113 und einem Gasausgang 114 auf, das in diesem Ausführungsbeispiel in Eckform dargestellt ist. Gaseingang 113 und Gasausgang 114 sind jeweils mit einer nicht dargestellten Anschlußmöglichkeit für ein gasführendes Leitungssystem versehen.
Im Gehäuse 11 befindet sich ein Rückschlagventil 2, das aus einem Kolben 24 und einer durch eine im Gehäuse 11 befindlichen ersten Einschnürung gebildeten Bohrung 26 besteht. In Strömungsrichtung hinter der Bohrung 26 ist der Kolben 24 angeordnet, der in einer umlaufenden Nut 241 einen O-Ring als elastische Dichtung 242 aufweist. Der Kolben 24 ist durch Eigengewicht entgegen der Strö- mungsrichtung belastet.
In Strömungsrichtung hinter dem Kolben 24 weist das Gehäuse 11 eine zweite Einschnürung auf, die als Sitz 41 eines an sich bekannten Gasströmungswächters 4 ausgeformt ist, dessen Schließkörper in diesem Ausführungsbeispiel durch den Kolben 24 gebildet wird. Der Kolben 24 ist einstückig auf einem längsbeweglichen Stößel 23 befestigt, der einerseits in einem in Strömungsrichtung hinter dem Sitz 41 im Gehäuse 11 angeordneten in einer Lochscheibe 22 befindlichen Gleitlager 221 und andererseits in einer Öffnung 115 geführt. Günstigerweise weist der Stößel 23 einen Führungsbund 231 auf, der mit der Öffnung 115 eine Spielpassung bildet. An die Öffnung 115 schließt sich eine nach außen führende Bohrung 118 an, die durch einen Verschlußstopfen 17 gasdicht verschlossen ist. Dabei ist die Bohrung 118 gegenüber der Öffnung 115 so versetzt angeordnet, daß eine zu- mindest einseitige Rastkante 119 für ein in der Bohrung 118 befindliches und ansonsten längsbewegliches Druckstück 33 entsteht, das von einer Druckfeder 25, die sich am Verschlußstopfen 17 abstützt, in Richtung auf den Stößel 23 belastet wird. Auf seiner dem Stößel 23 zugewandten Stirnseite besitzt das Druckstück 33 eine trichterförmige Aufnahme 331 für den Stößel.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen und in diesem vierten Ausführungsbeispiel beschriebenen Sicherheitseinrichtung mit Gasströmungswächter 4 ist wie folgt:
Der Kolben 24 übernimmt auch in diesem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit dem durch die Bohrung 26 gebildeten Sitz nicht nur die Funktion des Rückschlagventils 2, sondern auch die Funktion des Schließventils 1 , sowie außerdem auch die Funktion des druckempfindlichen Elementes 3, was zu dem bereits weiter oben erwähnten einfachen Aufbau führt. Gleichzeitig dient der Kolben 24 als Schließkörper für den Gasströmungswächter 4, dessen Sitz 41 im Gehäuse 11 integriert ist.
Ist das am Ende des nicht dargestellten nachgeordneten gasführenden Leitungs- εystems befindliche Gasgerät außer Betrieb, so hat das Rückschlagventil 2 geschlossen (Fig. 7), d.h. der Kolben 24 befindet sich im Bereich der Bohrung 26. Um beim Einschalten des Gasgerätes zu verhindern, daß durch einen schlagartigen Öffnungshub der Kolben 24 gegen den Sitz 41 bewegt wird, weist der Stößel 23 den bereits weiter oben genannten Führungsbund 231 auf, der in Verbindung mit der zur Öffnung 115 bestehenden Spielpassung als Dämpfungsglied wirkt.
Tritt nun im Bereich des nachgeordneten gasführenden Leitungssystems eine Temperaturerhöhung durch beispielsweise Brandeinwirkung auf, so kommt es infolge der Erwärmung zu einem Druckanstieg in diesem Leitungssystem. Dieser Druckanstieg bewirkt einen Hub des Kolbens 24 entgegen der Strömungsrichtung. Dadurch wird der Stößel 23 zuerst in die trichterförmige Aufnahme 331 bewegt und hebt dann gegen die Kraft der zur Wirkung kommenden Druckfeder 25, die sich am Druckstück 33 und am Verschlußstopfen 17 abstützt, das Druckstück 33 von der Rastkante 119, wobei die Verriegelung aufgehoben wird.
Bei einem entsprechend hohen und nicht erwünschten Druckanstieg bewirkt der Hub des Kolbens 24, daß zwischen dem als elastische Dichtung 242 dienendem O-Ring und der Bohrung 26 ein Öffnungsspalt entsteht, der zu einer Druckentlastung des nachgeordneten Leitungssystems führt (Fig. 8). Nach der erfolgten Druckentlastung wird der Kolben 24 unter der Wirkung der Druckfeder 25 gegen den dann als Sitz 16 des Schließventils 1 dienenden Sitz 41 bewegt (Fig. 9). Die Sicherheitseinrichtung befindet sich in der Sicherheitsstellung.
Nach dem Entfernen des Verschlußstopfens 17 ist es möglich, das Druckstück 33 wieder in seine Ausgangslage zu bringen und die Druckfeder 25 zu spannen.
Ist das am Ende des nicht dargestellten nachgeordneten gasführenden Leitungssystems befindliche Gasgerät in Betrieb, so hat das Rückschlagventil 2 geöffnet. Es ist in Arbeitsstellung (Fig. 10). Der Kolben 24 befindet sich im Bereich zwischen der Bohrung 26 und dem Ventilsitz 41. Tritt nun im Bereich des nachgeordneten gasführenden Leitungssystems eine Erhöhung des Gasvolumenstromes auf, so wird der Kolben 24 gegen den Sitz 41 bewegt, d.h. der Gasströmungswächter 4 schließt und die Sicherheitseinrichtung befindet sich in der Sicherheitsstellung (Fig. 11).
In Fig. 12 weist das in den Fig. 7 bis 11 schematisch dargestellte und weiter oben bereits ausführlich beschriebene Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung zusätzlich eine von außen betätigbare Handhabe 15 auf, die in einer im Gehäuse 11 befindlichen nicht dargestellten Durchführung gasdicht gelagert ist. Durch Betätigung dieser Handhabe 15 kann der Kolben 24 vom Sitz 41 abgehoben werden. Damit ist bei in Ordnung befindlichen gasführenden Lei- tungssystemen und geschlossenem Gasgerät die in Geschlossenstellung befindliche Sicherheitseinrichtung in ihre Ausgangsstellung überführbar. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist selbstredend nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So können beispielsweise Anschlüsse variieren. Ferner können die beschriebenen kombi- nierten Baugruppen als einzelne Komponenten ausgeführt sein, oder die beschriebenen Bauelemente können durch gleichwertige ausgetauscht sein. Möglich ist auch eine Kombination beispielsweise der in den Figuren 2 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispiele. Desweiteren kann die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung auch wie zusätzlich nur in Fig. 12 für die vierte Ausführung schema- tisch dargestellt und weiter oben beschrieben eine von außen betätigbare Handhabe 15 aufweisen. Möglich ist auch die Anordnung von mehreren erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtungen in einem Gasverteiler.
Aufstellung der Bezugszeichen
Schließventil 24 Kolben
Gehäuse 241 Nut
Durchgangsbohrung 242 Elastische Dichtung
Aufsatz 243 Verlängerung
Gaseingang 244 Erste Einschnürung
Gasausgang 245 Erster Anschlag
Öffnung 246 Übergang
Nut 247 Zweite Einschnürung
Federndes Element 248 Zweiter Anschlag
Bohrung 25 Druckfeder
Rastkante 26 Bohrung
Schließkörper 261 Erweiterung
Durchgangsbohrung 262 Erweiterung
O-Ring 27 Rastsperre
Achse 3 Druckempfindliches Element
Handhabe 31 Metallbalg
Sitz 32 Stößel
Verschlußstopfen 33 Druckstück
Führungsbereich 331 Aufnahme
Rückschlagventil 341 Schenkel
Lochscheibe 342 Öffnung
Gleitlager 343 Schenkel
Lochscheibe 35 Drehfeder
Gleitlager 4 Gasströmungswächter
Stößel 41 Sitz
Führungsbund

Claims

Patentansprüche
1. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen beim Auftreten einer unzulässigen Temperaturerhöhung, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung ein eine Rückströmung aus dem der
Sicherheitseinrichtung nachgeordneten gasführenden Leitungssystem verhinderndes Rückschlagventil (2) aufweist, und daß in der Sicherheitseinrichtung ein vom im nachgeordneten Leitungssystem herrschenden Druck beaufschlagtes druckempfindliches Element (3) angeordnet ist, das mit einem Schließventil (1) derart gekoppelt ist, daß bei Druckanstieg im nachgeordneten
Leitungssystem durch das Schließventil (1) ein Gasdurchfluß in das nachgeordnete Leitungssystem verhindert wird.
2. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung von unzulässigem Überdruck im nachgeordneten Leitungssystem durch das Rückschlagventil (2) oder durch einen dieses Rückschlagventil (2) umgehenden Bypaß eine Rückströmung aus dem nachgeordneten Leitungssystem freigebbar wird, nachdem durch das Schließventii (1) der Gasdurchfluß in das nach- geordnete Leitungssystem abgesperrt ist, und daß durch das Schließventil (1) ebenfalls eine Rückströmung aus dem nachgeordneten Leitungssystem freigebbar wird.
3. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schließelemeπt des Rückschlagventiles (2) ein Kolben (24) oder ein Membranteller ist, der durch eine Feder (25) und/oder Eigengewicht entgegen der Strömungsrichtung des Gases belastet ist, und daß der Kolben (24) oder Membranteller gleichzeitig das druckempfindliche Element (3) bildet.
4. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) durch steigenden Druck im nachgeordneten Leitungssystem in eine Bohrung (26) hinein bewegbar ist, wobei mittels einer in Eingriff kommenden Rastsperre (27) eine Rückbewegung des Kolbens (24) verhindert ist, und daß durch den Kolben (24) mittels einer elastischen Dichtung (242) die Bohrung (26) abgedichtet ist.
5. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (26) in Bewegungsrichtung des Kolbens (24) konisch verjüngt ist.
6. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach einem der Patentansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Bohrung (26), der dem Kolben (24) nach dem in Eingriff kommen der Rastsperre (27) zugeordnet ist, eine Erweiterung (261) aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Kolbens (24) mit elastischer
Dichtung (242), und daß durch den Kolben (24) nach, der über den entstehenden Öffnungsspalt erfolgenden Druckentlastung im nachgeordneten Leitungssystem unter der Wirkung einer Feder (25) und/oder seines Eigengewichts sowie der Rastsperre (27) mittels der elastischen Dichtung (242) die Bohrung (26) abgedichtet ist.
7. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastsperre (27) aus einer Erweiterung (262) der Bohrung (26) und der elastischen Dich- tung (242) besteht, wobei der Durchmesser der Erweiterung (262) kleiner ist als der Durchmesser des Kolbens (24) mit elastischer Dichtung (242) und der Übergang von der Erweiterung (262) zur Bohrung (26) einen Anschlag (248) aufweist.
8. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Element (3) mit einem an sich bekannten Gasströmungswächter (4) derart ge- koppelt ist, daß sich der Gasströmungswächter (4) durch Druckanstieg im nachgeordneten Leitungssystem in Geschlossenstellung befindet.
9. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche
Element (3) bei Druckanstieg eine Verriegelung einer vorgespannten Feder (25) löst und der Gasströmungswächter (4) unter der Wirkung der Feder (25) seine Geschlossenstellung einnimmt.
10. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach den Patentansprüchen 8, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegung des Kolbens (24) beidseitig durch einen Sitz (26;41) begrenzt ist, wobei der für den Kolben stromauf liegende Sitz (26) mit dem Kolben (24) das Rückschlagventil (2) bildet, wohingegen der für den Kolben (24) stromab liegende Sitz (41) mit dem Kolben (24) den Gasströmungswächter (4) bildet.
11. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) auf zumindest einer Stirnseite eine Verlängerung (243) aufweist, die mit Spielpas- sung in einer zur Führung dienenden Öffnung (115) gleitet, die ihrerseits stirnseitig gasdicht verschlossen ist.
12. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrich- tung eine von außen betätigbare Handhabe aufweist mit der die Feder (25) in die vorgespannte und verriegelte Stellung bringbar ist.
13. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung eine von außen betätigbare Handhabe aufweist, mit der die in Geschlossenstellung befindliche Sicherheitseinrichtung in ihre Ausgangsstellung überführbar ist.
4. Sicherheitseinrichtung zum Absperren von gasführenden Leitungssystemen nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sicherheitseinrichtungen in einem Gasverteiler ange- ordnet sind.
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