DE10202067A1

DE10202067A1 - Gasströmungswächter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE10202067A1
Application number: DE2002102067
Authority: DE
Inventors: Renato Colombo
Original assignee: Teco SRL
Current assignee: Teco SRL
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2022-01-19
Also published as: DE10202067B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasströmungswächter (1) und ein Verfahren zur Herstellung des Gasströmungswächters (1) mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilkörper (4), der mindestens eine Durchgangsöffnung (38) für durch den Gasströmungswächter (1) strömendes Gas (32) aufweist, mit einem in dem Ventilkörper (4) axial verschiebbar geführten und im Wesentlichen quer zu einer durch den Ventilkörper (4) hindurchführenden Gasströmung (32) angeordneten Absperrkörper (24), der zwischen einer Dichtstellung und einer Durchflussstellung verschiebbar ist, und mit einem dem Absperrkörper (24) zugeordneten ersten Anschlag (44), einem dem Ventilkörper (4) zugeordneten zweiten Anschlag (45) und zwischen den beiden Anschlägen (44, 45) angeordneten elastisch verformbaren Haltemitteln (22), die eine der Gasströmung (32) entgegengerichtete Kraft auf den Absperrkörper (24) ausüben. In der Dichtstellung liegt der Absperrkörper (24) auf einem Ventilsitz (36) auf und verschließt die oder jede Durchgangsöffnung (38) gasdicht. In der Durchflussstellung ist der Absperrkörper (24) von dem Ventilsitz (36) abgehoben und gibt die oder jede Durchgangsöffnung (38) frei. Der Abstand der beiden Anschläge (44, 45) zueinander in axialer Richtung wird im Rahmen der Herstellung des Gasströmungswächters (1) eingestellt. Um den Gasströmungswächter (1) besonders schnell und einfach auf einen vorgebbaren Nenndurchfluss kalibrieren zu können, wird vorgeschlagen, dass der maximale Abstand der beiden ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasströmungswächter und ein Verfahren zur Herstellung des Gasströmungswächters. Der Gasströmungswächter umfasst einen im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilkörper, der mindestens eine Durchgangsöffnung für durch den Gasströmungswächter strömendes Gas aufweist, und einen in dem Ventilkörper axial verschiebbar geführten und im Wesentlichen quer zu einer durch den Ventilkörper hindurchführenden Gasströmung angeordneten Absperrkörper. Der Absperrkörper kann bspw. als eine Platte, als ein Kegel, als ein Kolben oder als eine Kugel ausgebildet sein. Der Absperrkörper ist zwischen einer Dichtstellung, in welcher der Absperrkörper auf einem Ventilsitz aufliegt und die oder jede Durchgangsöffnung gasdicht verschließt, und einer Durchflussstellung, in welcher der Absperrkörper von dem Ventilsitz abgehoben ist und die oder jede Durchgangsöffnung freigibt, verschiebbar.
Der Gasströmungswächter umfasst außerdem einen dem Absperrkörper zugeordneten ersten Anschlag, einen dem Ventilkörper zugeordneten zweiten Anschlag und zwischen den beiden Anschlägen angeordnete elastisch verformbare Haltemittel. Die Haltemittel üben eine der Gasströmung entgegengerichtete Kraft auf den Absperrkörper aus, wobei der Abstand der beiden Anschläge in axialer Richtung zueinander im Rahmen der Herstellung des Gasströmungswächters eingestellt wird. Die Einstellung des Abstands dient zur Kalibrierung des Gasströmungswächters auf einen vorgebbaren Nenndurchfluss, bei dem sich der Absperrkörper in der Durchflussstellung befindet, und/oder auf einen vorgebbaren Schließdurchfluss, bei dem sich der Absperrkörper in der Dichtstellung befindet.
Derartige Gasströmungswächter sind in unterschiedlichen Bauformen aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden in Gasleitungen von gasleitenden Anlagen eingebaut und finden als Sicherheitseinrichtungen Verwendung um die Gasströme durch die Gassleitungen auf maximale Werte zu begrenzen. Die Gasströmungswächter sind für einen vorgebbaren Nenndurchfluss, bei dem sich der Absperrkörper in der Durchflussstellung befindet, ausgelegt. Bei einem etwa 10% bis 30% oberhalb des Nenndurchflusses liegenden Schließdurchfluss wird der Absperrkörper in die Dichtstellung bewegt und die entsprechende Gasleitung abgesperrt. Wird eine gasleitende Anlage unzulässig manipuliert, z. B. durch unbeabsichtigtes Offenlegen einer Gasleitung der Anlage, kann Gas austreten. Das austretende Gas stellt in der Umgebung der Austrittsstelle eine erhebliche Gefährdung der Umwelt und Gefahrenquelle für Lebewesen dar. Den Austrittsstellen vorgeschaltete Gasströmungswächter unterbrechen an ihrem Einbauort den Gasfluss, sobald unzulässig hohe Gasvolumenströme (im Bereich des Schließdurchflusses) erreicht werden.
Unter der Bezeichnung Mertik-Maxitrol ist aus der DE 43 44 575 A1 ein Gasströmungswächter der Firma Maxitrol, 23555 Telegraph Road, Southfield, Michigan 48037, USA bekannt, der einen Ventilkörper und einen darin einsetzbaren Ventileinsatz aufweist. Der Ventileinsatz umfasst Führungsmittel, durch die ein scheibenförmiger Absperrkörper zwischen einer Durchflussstellung und einer Dichtstellung verschiebbar geführt ist. Der Absperrkörper wird durch ein als Druckfeder ausgebildetes Halteelement in der Durchflussstellung gehalten.
Die Druckfedern weisen sehr große Toleranzen auf, die ihre Ursache in dem verwendeten Material der Druckfeder und dem Herstellungsverfahren haben. Die Toleranzen der Druckfedern sind um einiges größer als die erlaubten Toleranzen der Gasströmungswächter. Um trotz dieser Toleranzen der Druckfedern sicherstellen zu können, dass ein Gasströmungswächter bei einem vorgegebenen Nenndurchfluss auch tatsächlich offen ist und bei einem vorgegebenen Schließdurchfluss auch tatsächlich schließt, muss jeder einzelne Gasströmungswächter nach der Herstellung kalibriert werden.
Beim Kalibrieren eines Gasströmungswächters wird eine durch die Gasströmung auf den Absperrkörper wirkende Kraft simuliert und die Druckfeder derart zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag vorgespannt, dass die resultierende Federkraft der simulierten Kraft die Waage hält, so dass der Absperrkörper in der Durchflussstellung (zum Kalibrieren auf einen vorgegebenen Nenndurchfluss) bzw. in der Dichtstellung (zum Kalibrieren auf einen vorgegebenen Schließdurchfluss) gehalten wird. Die Vorspannung der Druckfeder wird durch Variation des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlag eingestellt. Dies erfolgt beim Stand der Technik derart, dass mindestens einer der beiden Anschläge mittels einer Verstellschraube axial verschiebbar ist. Die Verstellschraube muss um ihre Längsachse verdreht werden, um eine axiale Position des Anschlags einzustellen. Wenn die gewünschte axiale Position des Anschlags eingestellt ist, muss die Verstellschraube gegen Verdrehen gesichert werden, was beim Stand der Technik durch Lack oder Klebstoff erfolgt. Beim Stand der Technik ist das Kalibrieren eines Gasströmungswächters als Teil des Herstellungsverfahrens sehr Zeit- und arbeitsaufwendig.
Darüber hinaus umfasst der Ventileinsatz des bekannten Gasströmungswächters auf beiden Seiten des Absperrkörpers Führungsmittel. Dadurch wird zwar eine gute Führung des Absperrkörpers relativ zu dem Ventilkörper ermöglicht. Nachteilig ist jedoch, dass der bekannte Gasströmungswächter dadurch sehr großbauend und sperrig wird. Eine Montage des Ventileinsatzes in schwer zugänglichen Bereichen, bspw. in Winkeln oder Rundungen von Rohrleitungen, ist bei dem bekannten Gasströmungswächter somit nicht möglich.
Unter der Bezeichnung FireBag sind ferner automatische thermische Sicherheitsvorrichtungen der Anmelderin bekannt, mit denen ein Zufluss von Gas in gasleitenden Anlagen nicht in Abhängigkeit des Gasdurchflusses, sondern in Abhängigkeit von der Temperatur unterbunden werden kann. Sobald eine zulässige Grenztemperatur überschritten wird, schließt die bekannte Sicherheitsvorrichtung und unterbricht die Zufuhr von Gas in die nachgeschaltete gasleitende Anlage. Dadurch können Explosionen im Brandfall verhindert werden. Die Grenztemperatur liegt bei etwa 100°C. Die bekannte Sicherheitsvorkehrung kann zudem sehr hohen termischen Belastungen von über 900°C für mindestens eine Stunde ausgesetzt werden. Um eine gasleitende Anlage sowohl hinsichtlich überhöhter Temperaturen als auch hinsichtlich übermäßiger Durchflüsse schützen zu können, mussten bisher ein Gasstromwächter und eine termische Sicherheitsvorrichtung hintereinander angeordnet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, einen Gasströmungswächter der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass er besonders schnell und einfach herstellbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von dem Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art vor, dass zum Einstellen des Nenndurchflusses der maximale Abstand der beiden Anschläge zueinander in der Durchflussstellung und/oder zum Einstellen des Schließdurchflusses der maximale Abstand der beiden Anschläge zueinander in der Dichtstellung mittels eines Klemmsitzes begrenzt wird.
Der Gasströmungswächter wird nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren zunächst vollständig montiert, wobei die Durchflussstellung bzw. die Dichtstellung des Absperrkörpers noch nicht genau festgelegt ist. Um den Gasströmungswächter auf einen vorgebbaren Nenndurchfluss zu kalibrieren wird zunächst ermittelt, welche Einstellkraft mit dem Nenndurchfluss durch den Ventilkörper strömendes Gas auf den Absperrkörper in axialer Richtung ausübt. Der Absperrkörper wird in die Durchflussstellung gebracht. Die Haltemittel werden mit der Einstellkraft beaufschlagt, indem bspw. einer der beiden Anschläge, zwischen denen die Haltemittel eingespannt sind, mit der Einstellkraft beaufschlagt wird. Dadurch verändert sich der Abstand zwischen den beiden Anschlägen und die Relativposition des Absperrkörpers zu dem Anschlag, der mit der Einstellkraft beaufschlagt wird. Dann wird der maximale Abstand der beiden Anschläge zueinander mittels eines Klemmsitzes in der eingestellten Position begrenzt.
Die beiden Anschläge sind während der Kalibrierung relativ zueinander frei beweglich, um eine leichte Einstellung des Nenndurchflusses zu ermöglichen. Zum Abschluß der Kalibrierung wird der Abstand dann derart festgelegt, dass die Haltemittel die gewünschte Vorspannung haben. Die Anschläge werden mindestens in derjenigen axialen Richtung festgelegt, durch die der maximale Abstand zwischen den Anschlägen begrenzt wird. Der minimale Abstand wird durch die zwischen den Anschlägen wirkenden Haltemittel begrenzt. Der Klemmsitz hat den Vorteil, dass er einerseits einfach und schnell hergestellt werden kann und andererseits ein sicheres und zuverlässiges Festlegen der Anschläge zueinander ermöglicht.
Der Gasströmungswächter kann in entsprechender Weise auch auf einen vorgegebenen Schließdurchfluss kalibriert werden, indem der Absperrkörper in der Dichtstellung gehalten wird. Es wird die Einstellkraft ermittelt, die mit dem Schließdurchfluss durch den Ventilkörper strömendes Gas auf den Absperrkörper in axialer Richtung ausübt.
Es sind verschiedene Bauformen eines Gasströmungswächters denkbar. Die Bauformen unterscheiden sich insbesondere in der Art der Führung des Absperrkörpers in dem Ventilkörper. Gemäß einer ersten Bauform ist der Absperrkörper mit einem Stift verbunden, der in einer Stiftaufnahme eines Ventileinsatzes des Ventilkörpers axial verschiebbar geführt ist. Der erste Anschlag ist an dem Stift und der zweite Anschlag an der Stiftaufnahme ausgebildet. Es sind Haltemittel vorgesehen, die zwischen den Anschlägen wirken und den Absperrkörper entgegen der durch die Gasströmung auf den Absperrkörper wirkenden Kraft in die Durchflussstellung drängen.
Für einen solchen Gasströmungswächter wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren vorgeschlagen, das durch die nachfolgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

- der Absperrkörper wird in die Durchflussstellung bzw. in die Dichtstellung gebracht;
- eine Einstellkraft wird ermittelt, die der Kraft entspricht, die bei Nenndurchfluss bzw. bei Schließdurchfluss durch die Gasströmung in axialer Richtung auf den Absperrkörper wirkt;
- der erste Anschlag wird in Strömungsrichtung des Gases mit der Einstellkraft beaufschlagt; und
- eine sich zwischen dem ersten Anschlag und dem Absperrkörper einstellende maximale Relativposition wird mittels Klemmsitz begrenzt.

Gemäß einer anderen Bauform ist ein Gasströmungswächter denkbar, bei der eine Stiftaufnahme eines Ventileinsatzes des Ventilkörpers mit einem Stift verbunden ist, auf dem der Absperrkörper axial verschiebbar geführt ist. Der erste Anschlag ist an dem Stift und der zweite Anschlag an der Stiftaufnahme ausgebildet. Es sind Haltemittel vorgesehen, die zwischen den Anschlägen wirken und den Absperrkörper entgegen der durch die Gasströmung auf den Absperrkörper wirkenden Kraft in die Durchflussstellung drängen.
Für einen solchen Gasströmungswächter wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ein Herstellungsverfahren vorgeschlagen, das durch die nachfolgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

- der Absperrkörper wird in die Durchlassstellung bzw. in die Dichtstellung gebracht;
- eine Einstellkraft wird ermittelt, die der Kraft entspricht, die bei Nenndurchfluss bzw. bei Schließdurchfluss durch die Gasströmung in axialer Richtung auf den Absperrkörper wirkt;
- der zweite Anschlag wird entgegen der Strömungsrichtung des Gases mit der Einstellkraft beaufschlagt; und
- eine sich zwischen dem zweiten Anschlag und dem Ventilkörper einstellende maximale Relativposition wird mittels Klemmsitz begrenzt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der erste Anschlag bzw. der zweite Anschlag mittels Gewichten oder mittels eines Stellelements mit der ermittelten Einstellkraft beaufschlagt wird.
Vorteilhafterweise wird die Einstellkraft in Abhängigkeit von der späteren Einbaulage des Gasströmungswächters ermittelt. Das bedeutet, dass wenn die Bewegungsachse des Absperrkörpers vertikal verläuft, muss die durch das Gewicht des Absperrkörpers verursachte Kraft, die zusätzlich zu der Federkraft und der Kraft der Gasströmung auf den Absperrkörper wirkt berücksichtigt werden, je nach Bewegungsrichtung des Absperrkörpers mit unterschiedlichen Vorzeichen. Die Einstellkraft zum Kalibrieren des Gasströmungswächters wird entsprechend größer oder kleiner gewählt.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der ersten Bauform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der erste Anschlag in der sich zwischen dem ersten Anschlag und dem Absperrkörper eingestellten Relativposition an dem Absperrkörper mittels Klemmsitz befestigt wird. Für die zweite Bauform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der zweite Anschlag in der sich zwischen dem zweiten Anschlag und dem Ventilkörper eingestellten Relativposition an dem Ventilkörper mittels Klemmsitz befestigt wird.
Für die erste Bauform eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters wird insbesondere vorgeschlagen, dass der erste Anschlag an einem sich in axialer Richtung erstreckenden Stift ausgebildet ist, der in dem Ventilkörper axial verschiebbar geführt ist und der bei Beaufschlagung des ersten Anschlags mit der Einstellkraft relativ zu dem in der Durchflussstellung bzw. Dichtstellung befindlichen Absperrkörper verschoben wird, und die sich einstellende maximale Relativposition zwischen dem ersten Anschlag und dem Absperrkörper mit Hilfe eines zusätzlichen Klemmelements begrenzt wird, wobei das Klemmelement mittels Klemmsitz auf einer von dem Absperrkörper aus betrachtet dem ersten Anschlag gegenüberliegenden Seite des Stifts befestigt wird. Durch das zusätzliche Klemmelement wird der maximale Abstand zwischen den Anschlägen begrenzt. Die beiden Anschläge werden mit Hilfe der Haltemittel in ihren maximalen Abstand zueinander gedrängt.
Für die zweite Bauform eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters wird insbesondere vorgeschlagen, dass der zweite Anschlag an einem sich in axialer Richtung erstreckenden Stift ausgebildet ist, auf dem der Absperrkörper axial verschiebbar geführt ist und der bei Beaufschlagung des zweiten Anschlags mit der Einstellkraft relativ zu dem Ventilkörper verschoben wird, und die sich einstellende maximale Relativposition zwischen dem zweiten Anschlag und dem Ventilkörper mit Hilfe eines zusätzlichen Klemmelements begrenzt wird, wobei das Klemmelement mittels Klemmsitz auf einer von dem Ventilkörper aus betrachtet dem zweiten Anschlag gegenüberliegenden Seite des Stifts befestigt wird.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein maximaler Abstand der beiden Anschläge zueinander mittels eines Klemmsitzes begrenzt ist. Durch den Klemmsitz ist der erfindungsgemäße Gasströmungswächter besonders einfach und schnell herstellbar. Zudem ist die Klemmverbindung zuverlässig, belastbar und nahezu nicht lösbar. Ein unbemerktes, unbeabsichtigtes Verstellen eines bereits kalibrierten Gasströmungswächters kann nahezu ausgeschlossen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird für eine erste Bauform vorgeschlagen, dass der Absperrkörper mittels eines Klemmsitzes an dem ersten Anschlag befestigt ist. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass in dem Gasströmungswächter ein Stift axial verschiebbar angeordnet ist, wobei an einem ersten Ende des Stifts der erste Anschlag ausgebildet und an dem gegenüberliegenden Ende der Absperrkörper festgeklemmt ist.
Alternativ wird für eine zweite Bauform vorgeschlagen, dass der Ventilkörper mittels eines Klemmsitzes an dem zweiten Anschlag befestigt ist. Der zweite Anschlag steht mit sich radial nach außen erstreckenden Stiftaufnahmeelementen in Verbindung. Diese stehen wiederum mit dem Ventilkörper in Verbindung. Der Klemmsitz kann sowohl zwischen dem zweiten Anschlag und den Stiftaufnahmeelementen als auch zwischen den Stiftaufnahmeelementen und dem Ventilkörper ausgebildet sein.
Für die erste Bauform wird gemäß einer bevorzugten Ausführungform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass Führungsmittel zur Führung des Absperrkörpers in dem Ventilkörper vorgesehen sind, wobei die Führungsmittel Teil eines Ventileinsatzes sind, der mittels eines Presssitzes in dem Ventilkörper befestigt ist. Der Presssitz ermöglicht eine einfache Montage des Ventileinsatzes in dem Ventilkörper und wird dadurch gebildet, dass der Ventileinsatz an einer Umfangsbegrenzung einen größeren Außendurchmesser aufweist als eine endseitig ausgebildete Aufnahmefläche auf der Innenseite des Ventilkörpers. Somit wird eine besonders einfache Montage durch Einschieben und Eindrücken des Ventileinsatzes in den Ventilkörper ermöglicht und eine zuverlässige und beständig haltbare Verbindung geschaffen.
Vorteilhafterweise weist der Ventilkörper einen Anschlagbereich auf, bis zu dem der Ventileinsatz in den Ventilkörper eingesetzt ist und an dem der Ventileinsatz anliegt. Durch den Anschlag wird der Ventileinsatz mit den Führungsmitteln in seiner Axiallage bezüglich dem Ventilkörper festgelegt. Durch den Anschlagbereich wird auch der Hubweg des Absperrkörpers zwischen der Durchflussstellung und der Dichtstellung definiert. Es ist daher sinnvoll, eine genau definierte Relativlage zwischen Ventileinsatz und Ventilkörper zu schaffen. Dies wird durch den beschriebenen Anschlagbereich erreicht.
Für die erste Bauform wird vorgeschlagen, dass Führungsmittel zur Führung des Absperrkörpers in dem Ventilkörper vorgesehen sind, wobei die Führungsmittel eine Stiftaufnahme umfassen, in welcher der an dem Absperrkörper befestigte Stift axial verschiebbar geführt ist, wobei die Stiftaufnahme in axialer Richtung betrachtet lediglich auf einer Seite des Absperrkörpers angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Führungsmittel und des Absperrkörpers wird ein besonders einfacher Aufbau des Ventileinsatzes geschaffen, der lediglich aus im Wesentlichen vier Bauteilen besteht, nämlich der Stiftaufnahme, dem Stift, dem Absperrkörper und den Haltemitteln. Weitere Bauteile, bspw. zum Bilden einer zweiten Stiftaufnahme auf der anderen Seite des Absperrkörpers, sind nicht erforderlich. Der Aufbau ist besonders kompakt und ermöglicht es, dass der erfindungsgemäße Gasströmungswächter selbst in schwer zugänglichen Stellen einer gasleitenden Anlage, wie bspw. in gekrümmten Rohrleitungen, gut einsetzbar ist. Ferner kann der Ventileinsatz zunächst in einen Probekörper eingesetzt und auf seine fehlerfreie Funktion hin überprüft werden, bevor in den Ventilkörper eingesetzt wird.
Es wird des weiteren vorgeschlagen, dass der Stift in der Stiftaufnahme mindestens zwei in axialer Richtung zueinander beabstandeten Führungsbereichen geführt ist. Die mindestens zweifache Führung an voneinander beabstandeten Stellen ermöglicht es, den Stift derart zu führen, dass ein präzises Schließen und Öffnen, d. h. ein präzises Verschieben des Absperrkörpers zwischen der Durchfluss- und der Dichtstellung ermöglicht wird. Darüber hinaus ist sichergestellt, dass der Absperrkörper in der Dichtstellung stets vollflächig an dem Ventilsitz im Ventilkörper zur Anlage kommt. Die Führungsbereiche können in nur einem Bauteil, z. B. der Stiftaufnahme, vorgesehen sein. Die mehrfache Führung verhindert, dass ein Verkanten des Stifts in der Stiftaufnahme erfolgt und ggf. Stick-Slip-Effekte auftreten.
Vorteilhafterweise ist der Stift an dem Absperrkörper mittels eines Klemmsitzes befestigt.
Für die zweite Bauform wird vorgeschlagen, dass Führungsmittel zur Führung des Absperrkörpers in dem Ventilkörper vorgesehen sind, wobei die Führungsmittel eine Stiftaufnahme umfassen, in welcher der Stift befestigt ist, auf dem der Absperrkörper axial verschiebbar geführt ist, wobei die Stiftaufnahme in axialer Richtung betrachtet lediglich auf einer Seite des Absperrkörpers angeordnet ist. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein noch einfacherer Aufbau des Ventileinsatzes geschaffen. Vorteilhafterweise ist der Stift in der Stiftaufnahme durch einen Klemmsitz an dem Ventilkörper befestigt. Der Absperrkörper ist auf dem Stift geführt und kann, um bspw. ein Verkanten des Absperrkörpers auf dem Stift zu vermeiden, einen sich in axialer Richtung des Stifts besonders weit erstreckenden Absperrkörperführungsbereich aufweisen. Somit ist es möglich, trotz eines einfachen Aufbaus des Ventileinsatzes des erfindungsgemäßen Gasströmungswächters eine zuverlässige Führung des Absperrkörpers zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Stiftaufnahme in axialer Richtung betrachtet auf einer dem Ventilsitz gegenüberliegenden Seite des Absperrkörpers angeordnet ist. Dadurch kann ein besonders kurzbauender Ventileinsatz realisiert werden. Durch die beschriebene geometrische Anordnung ist es leichter möglich, den Ventileinsatz auch in schwer zugänglichen Leitungen einer gasführenden Anlage in den Ventilkörper einzusetzen.
Die Haltemittel können durch die Wahl des Materials, bspw. eines Elastomers, ihre elastisch verformbaren Eigenschaften erhalten. Sie können diese Eigenschaften aber auch durch eine geeignete Formgebung erhalten. Vorteilhafterweise sind die Haltemittel als ein Federelement, vorzugsweise als eine Spiralfeder, ausgebildet.
Das Federelement ist vorzugsweise als eine Druckfeder ausgebildet. Druckfedern haben sich als robuste und zuverlässige Konstruktionselemente für eine Vielzahl von Anwendungen erwiesen. Sie sind preisgünstig und können aus einem beliebigen Material, beispielsweise Metall oder Kunststoff hergestellt werden. Für die Verwendung in einem Gasströmungswächter sind Abmessungen und Federcharakteristika entsprechend zu berücksichtigen. Die Auswahl der Federkonstante der Druckfeder hängt davon ab, ab welchen Gasströmungswerten der Absperrkörper bis in ihre Dichtstellung verschoben werden soll und wie groß der Hub des Absperrkörpers zwischen der Durchfluss- und der Dichtstellung ist. Bei der Auswahl des Materials der Druckfeder ist ferner auf entsprechende Medienbeständigkeit bzw. Temperaturfestigkeit zu achten.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Haltemittel temperaturabhängig wirken, wobei die von den Haltemitteln auf den Absperrkörper ausgeübte und der Gasströmung entgegengerichtete Kraft bei Überschreiten einer vorgebbaren Grenztemperatur steil abfällt. Vorzugsweise fällt die von den Haltemitteln ausgeübte Kraft nach Überschreiten der Grenztemperatur auf Null ab. Mit dieser Weiterbildung ist eine Kombination aus Gasströmungswächter und thermischer Sicherheitsvorrichtung realisierbar. Die Temperaturabhängigkeit der Haltemitteln kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Haltemittel bei Erreichen der Grenztemperatur ihren physischen Zusammenhalt durch Schmelzen verlieren. Die Haltemittel können bspw. als eine Druckfeder ausgebildet sein, die aus Metall, Kunststoff oder einem anderen Material besteht, das bei Überschreiten der Grenztemperatur schmilzt. Wenn die Haltemittel schmelzen, wird der Absperrkörper nicht mehr entgegen der Gasströmung abgestützt, sondern einseitig von den Strömungskräften beaufschlagt. Dies hat ein Verschieben des Absperrkörpers von der Durchflussstellung in die Dichtstellung zur Folge.
Auch bei diesem Gasströmungswächter wird zum Einstellen des Schließdurchflusses der maximale Abstand der beiden Anschläge zueinander in der Dichtstellung mittels eines Klemmsitzes begrenzt. Die Kombination aus Gasströmungswächter und thermischer Sicherheitsvorrichtung hat die angegebenen Vorteile jedoch auch ohne diese Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. Die vorliegende Erfindung soll sich deshalb auch auf Gasströmungswächter der zuletzt genannten Art beziehen, bei denen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale fehlen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die temperaturabhängigen Haltemittel aus einer eutektischen Metalllegierung gebildet. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass eine Legierung verwendet werden kann, die einerseits durch Verwendung geeigneter Bestandteile eine Elastizität des Haltemittels und andererseits ein Schmelzen der Haltemittel bei einer vorgebbaren Grenztemperatur erzielen kann. Der Übergang aus der festen in die flüssige Phase erfolgt bei eutektischen Metalllegierungen gleichzeitig für alle Legierungsbestandteile. Somit erfolgt das Auflösen des physischen Zusammenhalts des Haltemittelmaterials sicher und zuverlässig bei der vorgegebenen Grenztemperatur.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Ventileinsatz mindestens zwei Bauteile umfasst, zwischen denen temperaturabhängige Schmelzmittel eingebracht sind, wobei die Schmelzmittel unterhalb einer vorgebbaren Grenztemperatur eine axiale Verschiebbarkeit der Bauteile relativ zueinander hemmen und oberhalb der Grenztemperatur die Verschiebbarkeit der Bauteile relativ zueinander erlauben. Die Stiftaufnahme besteht bspw. aus zwei Bauteilen, die durch Zwischenlage eines Schmelzmittels miteinander fest verbunden sind. Bei Überschreiten der Grenztemperatur des Schmelzmittels wird die durch das Schmelzmittel geschaffene Verbindung zerstört und die zwei Teile der Stiftaufnahme sind in axialer Richtung relativ zueinander frei bewegbar. Infolgedessen wird der Absperrkörper zusammen mit dem einen Teil der Stiftaufnahme von der aufgrund der Gasströmung auf den Absperrkörper wirkenden Kraft axial in die Dichtstellung verschoben. Ein gesondertes Betätigungselement, um den Absperrkörper in die Dichtstellung zu verschieben, ist nicht erforderlich. Sollte es jedoch gewünscht sein, dass allein durch zu hohe Temperaturen im Bereich des Gasströmungswächters ein Schließen desselben erfolgt, kann ein zusätzliches Betätigungselement vorgesehen sein, das den Absperrkörper in die Dichtstellung bewegt. Ein solches Betätigungselement ist bspw. als eine Druckfeder ausgebildet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters in einer ersten Ausführungsform in einer Durchflussstellung;
Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht eines Gasströmungswächters in einer Dichtstellung;
Fig. 3 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters in einer zweiten Ausführungsform in einer Durchflussstellung;
Fig. 4 einen Ausschnitt X aus Fig. 3;
Fig. 5 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters in einer dritten Ausführungsform in einer Durchflussstellung;
Fig. 5a eine perspektivische Schnittdarstellung des Gasströmungswächters aus den Fig. 1 und 2;
Fig. 6 einen Ausschnitt Y aus Fig. 5;
Fig. 7 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters in einer vierten Ausführungsform in einer Durchflussstellung;
Fig. 8 eine Darstellung eines Gasströmungswächters gemäß Fig. 7 in einer bei überhöhter Gasströmung eingenommenen Dichtstellung; und
Fig. 9 eine Darstellung eines Gasströmungswächters gemäß Fig. 7 in einer bei überhöhter Temperatur eingenommenen Dichtstellung.
In den Fig. 1, 2 und 5a ist ein erfindungsgemäßer Gasströmungswächter gemäß einer ersten Ausführungsform in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Der Gasströmungswächter 1 ist zwischen zwei Rohrstücken 2, 2' einer Rohrleitung einer gasleitenden Anlage eingesetzt. Der Gasströmungswächter 1 umfasst einen Ventilkörper 4, der einen Bund 6 aufweist, der als Anschlagfläche für die Stirnflächen an den Enden der Rohrstücke 2, 2' dient. Der Ventilkörper 4 weist ferner eine zylindrische Außenfläche 8 mit einer Ausnehmung 10 zur Aufnahme einer ringförmigen Dichtung 12 auf.
Zur Montage des Gasströmungswächters 1 wird zunächst der Ventilkörper 4 in das erste Rohrstück 2 der Rohrleitung eingesetzt. Das Rohrstück 2, der Ventilkörper 4 und das zweite Rohrstück 2' werden dann, bspw. durch Schweißen, im Bereich des Bundes 6 des Ventilkörpers 4 miteinander verbunden.
In das Innere des Ventilkörpers 4 ist ein Ventileinsatz eingesetzt. Dieser kann bei der Montage des Ventilkörpers 4 zwischen die Rohrstücke 2, 2' bereits eingesetzt sein oder aber auch nachträglich in den Ventilkörper 4 eingesetzt werden. Der Ventileinsatz umfasst eine Stiftaufnahme 14 mit einem Stiftführungsbereich 16, der einen Innenraum 18 aufweist. In dem Innenraum 18 sind ein Stift 20 sowie als Druckfeder ausgebildete Haltemittel 22 axial verschiebbar angeordnet. An dem Stift 20 ist ein Absperrkörper 24 mit einer Dichtung 26 befestigt. Die Haltemittel 22 sind zwischen einem (über den Stift 20) dem Absperrkörper 24 zugeordneten ersten Anschlag 44 und einem (über die Stiftaufnahme 14) dem Ventilkörper 4 zugeordneten zweiten Anschlag 45 eingespannt.
Die Stiftaufnahme 14 ist axial zu einer Längsachse 30 des Ventilkörpers 4 angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung bis zu einer Aufnahmefläche 28 an einer Innenumfangsfläche 34 des Ventilkörpers 4. Die Stiftaufnahme 14 ist mittels Presssitz in dem Ventilkörper 4 befestigt. Bei der Montage des Gasströmungswächters 1 wird die Stiftaufnahme 14 so weit in den Ventilkörper 4 eingesetzt, bis eine - in Einschubrichtung betrachtet - vordere Fläche der Stiftaufnahme 14 an einem Anschlagbereich 50 des Ventilkörpers 4 zur Auflage kommt (vgl. Fig. 4).
Der in Fig. 1 dargestellte Gasströmungswächter 1 befindet sich in einer Durchflussstellung, d. h. der Absperrkörper 24 ist derart angeordnet, dass ein Durchströmen von Gas durch den Gasströmungswächter 1 möglich ist. Pfeile 32 deuten die Gasströmung an. Das Gas kann zunächst durch in der Stiftaufnahme 14 vorgesehene Durchtrittsöffnungen 33 strömen und dann einen zwischen der Innenumfangsfläche 34 des Ventilkörpers 4 und der Dichtung 26 des Absperrkörpers 24 ausgebildeten Ringbereich passieren. Das Gas kann dann an einem in dem Ventilkörper 4 ausgebildeten Anlagefläche vorbeiströmen, die als Ventilsitz 36 für den Absperrkörper 24 dient, und schließlich zu einer Durchgangsöffnung 38 des Ventilkörpers 4 gelangen. Das Gas kann somit durch die Rohrleitung von dem Rohrstück 2 in das Rohrstück 2' strömen.
Fig. 2 zeigt den Gasströmungswächter 1 aus Fig. 1, wobei der Absperrkörper 24 eine Dichtstellung einnimmt und mit seiner Dichtung 26 auf dem Ventilsitz 36 vollflächig aufliegt. Das durch Pfeile 40 repräsentierte anströmende Gas prallt auf eine Prallfläche 42 des Absperrkörpers 24 und erzeugt eine in Richtung B gerichtete Kraft. Dieser Kraft ist eine in Richtung A gerichtete Federkraft der Haltemittel 22 entgegengerichtet. Übersteigt die Kraft B die Kraft A, wird der Absperrkörper 24, wie in Fig. 2 dargestellt, gegen den Ventilsitz 36 gedrückt. Dabei kommt die Dichtung 26 zur gasdichten Anlage mit dem Ventilsitz 36.
Der Gasströmungswächter 1 wird nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren zunächst vollständig montiert, wobei die Durchflussstellung bzw. die Dichtstellung des Absperrkörpers 24 noch nicht genau festgelegt ist. Um den Gasströmungswächter 1 auf einen vorgebbaren Nenndurchfluss zu kalibrieren wird zunächst ermittelt, welche Kraft auf den Absperrkörper 24 in axialer Richtung Gas ausübt, das mit dem Nenndurchfluss durch den Ventilkörper 4 strömt. Diese Kraft wird als Einstellkraft zum Kalibrieren des Gasströmungswächters 1 herangezogen. Der Absperrkörper 24 wird in die Durchflussstellung (Fig. 1) gebracht. Die Haltemittel 22 werden mit der Einstellkraft beaufschlagt, indem bspw. der erste Anschlag 44 mit der Einstellkraft beaufschlagt wird. Dadurch verändert sich der Abstand zwischen den beiden Anschlägen 44, 45 und die Relativposition des Absperrkörpers 24 zu dem Anschlag 44. Dann wird der maximale Abstand der beiden Anschläge 44, 45 zueinander mittels eines Klemmsitzes in der eingestellten Position begrenzt. Dazu kann der Absperrkörper 24 einfach auf dem Stift 20 festgeklemmt werden. Alternativ kann aber auch ein gestrichelt dargestelltes zusätzliches Klemmelement 25 auf dem Stift 20 festgeklemmt werden, wobei der Absperrkörper 24 auf dem Stift 20 weiterhin frei verschiebbar ist. Durch dieses Klemmelement 25 wird der maximale Abstand der beiden Anschläge 44, 45 zueinander begrenzt. Der Absperrkörper 24 wird durch die Kraft B stets gegen das Klemmelement 25 gedrückt, selbst wenn sich der Absperrkörper 24 die Durchflussstellung verläßt und sich von der Stiftaufnahme 14 entfernt.
Der Absperrkörper 24 ist auf dem Stift 20 während der Kalibrierung frei verschiebbar. Damit sind auch die beiden Anschläge 44, 45 relativ zueinander frei beweglich. Dadurch ist eine besonders leichte Einstellung des Nenndurchflusses möglich. Zum Abschluß der Kalibrierung wird der Absperrkörper 24 auf dem Stift 20 bzw. wird der Abstand zwischen den Anschlägen 44, 45 dann derart festgelegt, dass die Haltemittel 22 die gewünschte Vorspannung haben. Der Klemmsitz hat den Vorteil, dass er einerseits einfach und schnell hergestellt werden kann und andererseits ein sicheres und zuverlässiges Festlegen des Absperrkörpers 24 auf dem Stift 20 ermöglicht.
Der Gasströmungswächter 1 kann in entsprechender Weise auch auf einen vorgegebenen Schließdurchfluss kalibriert werden, indem der Absperrkörper 24 in der Dichtstellung gehalten wird. Es wird die Einstellkraft ermittelt, die mit dem Schließdurchfluss durch den Ventilkörper 4 strömendes Gas auf den Absperrkörper 24 in axialer Richtung ausübt. Der sich einstellende Abstand zwischen den Anschlägen 44, 45 wird mittels Klemmsitz festgelegt.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters 1. Im Unterschied zu dem Gasströmungswächter 1 aus den Fig. 1 und 2 ist der Stift 20 bei der zweiten Ausführungsform mittels eines Klemmsitzes in der Stiftaufnahme 14 befestigt und der Absperrkörper 24 ist auf dem Stift 20 axial verschiebbar angeordnet. Der Absperrkörper 24 weist einen sich in axialer Richtung über den Absperrkörper 24 hinaus erstreckenden Führungsbereich 27 auf, durch den die Lagerung des Absperrkörpers 24 auf dem Stift 20 verbessert wird. Der erste Anschlag 44 wird durch eine Anschlagfläche des Absperrkörpers 24 gebildet. Der zweite Anschlag 45 ist an einem Ende des Stifts 20 ausgebildet. Die Haltemittel 22 sind zwischen dem Absperrkörper 24 und dem zweiten Anschlag 45 eingespannt. Der in Fig. 3 dargestellte Gasströmungswächter funktioniert analog zum in den Fig. 1 und 2 dargestellten Gasströmungswächter 1 und wird bei Überschreiten eines zulässigen Gasströmungswerts aus einer Durchflussstellung I um einen Hub H in eine Dichtstellung II bewegt.
Um den Gasströmungswächter 1 gemäß der zweiten Ausführungsform auf einen vorgebbaren Nenndurchfluss zu kalibrieren wird der Absperrkörper 24 in die Durchflussstellung gebracht. Die Haltemittel 22 werden mit der Einstellkraft beaufschlagt, indem bspw. der zweite Anschlag 45 mit der Einstellkraft beaufschlagt wird. Dadurch verändert sich der Abstand zwischen den beiden Anschlägen 44, 45 und die Relativposition des Ventilkörpers 4 zu dem Anschlag 45, da der Stift 20 in der Stiftaufnahme 14 axial verschoben wird. Dann wird der Stift 20 in der sich aufgrund der Einstellkraft einstellenden Position in der Stiftaufnahme 14 festgeklemmt. Dadurch wird der maximale Abstand der beiden Anschläge 44, 45 zueinander mittels eines Klemmsitzes in der eingestellten Position festgelegt.
Alternativ kann aber auch ein gestrichelt dargestelltes zusätzliches Klemmelement 25 auf einer Verlängerung 20' des Stifts 20 festgeklemmt werden, wobei der Stift 20 in der Stiftaufnahme 14 weiterhin frei verschiebbar ist. Durch dieses Klemmelement 25 wird der maximale Abstand der beiden Anschläge 44, 45 zueinander begrenzt. Eine durch die Gasströmung erzeugte Kraft wirkt auf den Absperrkörper 24 und über das Halteelement 22, den zweiten Anschlag 45 und den Stift 20 auf das Klemmelement 25 und drängt dieses gegen den Ventilkörper 4 bzw. die Stiftaufnahme 14, selbst wenn der Absperrkörper 24 die Durchflussstellung verläßt und sich von der Stiftaufnahme 14 entfernt.
Der Stift 20 ist in der Stiftaufnahme 14 während der Kalibrierung frei verschiebbar. Damit sind auch die beiden Anschläge 44, 45 relativ zueinander frei beweglich. Dadurch ist eine besonders leichte Einstellung des Nenndurchflusses möglich. Zum Abschluß der Kalibrierung wird der Stift 20 in der Stiftaufnahme 14 bzw. wird der Abstand zwischen den Anschlägen 44, 45 dann derart festgelegt, dass die Haltemittel 22 die gewünschte Vorspannung haben.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt X aus Fig. 3. Es ist ein Endbereich des Ventilkörpers 4 dargestellt, in dem auf der Innenumfangsfläche 34 der Anschlagsbereich 50 vorgesehen ist. Der Anschlagsbereich 50 dient zur axialen Festlegung der Stiftaufnahme 14 in dem Ventilkörper 4. Die Stiftaufnahme 14 weist einen ringförmigen Erhebungsbereich 52 auf, der bei eingesetzter Stiftaufnahme 14 an dem Anschlagsbereich 50 zur Anlage kommt. In einem Kontaktbereich 54 ist die Stiftaufnahme 14 mit einer zylindrischen Außenfläche 56 mittels eines Presssitzes in den durch die Innenumfangsfläche 34 begrenzten Raum in den Ventilkörper 4 eingesetzt. Die zylindrische Außenfläche 56 der Stiftaufnahme 14 weist einen geringfügig größeren Durchmesser auf als die Innenumfangsfläche 34 des Ventilkörpers 4. Somit wird die Stiftaufnahme 14 fest in dem Ventilkörper 4 fixiert, wobei eine axiale Positionierung mit Hilfe des Anschlags 50 des Ventilkörpers 4 und des ringförmigen Erhebungsbereichs 52 der Stiftaufnahme 14 erfolgt.
Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters 1, der eine Kombination aus Gasströmungswächter und thermischer Sicherheitsvorrichtung darstellt. Er hat einen Ventilkörper 4, der über Gewinde 60, 62 mit nicht dargestellten Rohrstücken einer Rohrleitung verbunden werden kann. In dem Ventilkörper 4 ist eine zweiteilige Stiftaufnahme 14', 14" vorgesehen. Das erste Teil 14' ist an dem Ventilkörper 4 mittels eines Presssitzes befestigt. In dem zweiten Teil 14" ist der Stift 20 axial verschiebbar geführt. Die beiden Teile 14', 14" der Stiftaufnahme 14 sind lösbar miteinander verbunden. Der Absperrkörper 24 ist an dem Stift 20 mittels Klemmsitz befestigt. Die Haltemittel 22 wirken - wie oben beschrieben - zwischen dem ersten Anschlag 44 und dem zweiten Anschlag 45 bzw. zwischen dem Absperrkörper 24 und dem Ventilkörper 4. Die Funktion des in Fig. 5 dargestellten Gasströmungswächters 1 entspricht der Funktion des in Fig. 1 und 2 dargestellten Gasströmungswächters 1. Durch die Trennung der Stiftaufnahme 14 in zwei Teile 14', 14" kann jedoch eine Zusatzfunktion verwirklicht werden.
Die Teile 14', 14" der Stiftaufnahme 14 sind über ein Schmelzmittel 64 miteinander verbunden. In Fig. 6 sind die Teile 14', 14" der Stiftaufnahme 14 bereichsweise erkennbar. Zwischen ihnen sind die als eutektische Legierung ausgebildeten Schmelzmittel 64 eingebracht, die bei Erreichen einer vorgebbaren Grenztemperatur schmilzt. Das zweite Teil 14" der Stiftaufnahme 14 ist bei geschmolzenen Schmelzmitteln 64 relativ zu der Stiftaufnahme 14' axial bewegbar. Zwischen den beiden Teilen 14', 14" der Stiftaufnahme 14 wirkt ein zusätzliches Betätigungselement 66 in Form einer weiteren Druckfeder. Bei geschmolzenen Schmelzmitteln 64 drückt das Betätigungselement 66 das Teil 14" der Stiftaufnahme 14 zusammen mit dem Stift 20, den Haltemitteln 22 und dem Absperrkörper 24 in Richtung des Ventilsitzes 36 bis der Absperrkörper 24 dort zur Auflage kommt. Dadurch wird der Absperrkörper 24 von ihrer Durchflussstellung in die Dichtstellung bewegt.
Der in Fig. 5 dargestellte Gasströmungwächter 1 schließt sowohl bei unzulässig hohen Gasströmungswerten als auch bei unzulässig hohen Temperaturen. Somit können durch Schutz vor zu hohen Gasdurchflussraten und zu hohen Temperaturen gleichzeitig zwei Sicherheitsfunktionen in gasführenden Anlagen in einem einzigen Bauteil realisiert werden.
Fig. 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gasströmungswächters 1 mit einem Ventilkörper 4, der über Gewinde 60, 62 mit nicht dargestellten Rohrstücken einer Rohrleitung verbunden werden kann. In dem Ventilkörper 4 ist eine zweiteilige Stiftaufnahme 14', 14" vorgesehen. Das erste Teil 14' ist an dem Ventilkörper 4 mittels eines Presssitzes befestigt. In dem zweiten Teil 14" ist der Stift 20 axial verschiebbar geführt. Die beiden Teile 14', 14" der Stiftaufnahme 14 sind lösbar miteinander verbunden. Der Absperrkörper 24 ist an dem Stift 20 mittels Klemmsitz befestigt. Die Haltemittel 22 wirken - wie oben beschrieben - zwischen dem ersten Anschlag 44 und dem zweiten Anschlag 45 bzw. zwischen dem Absperrkörper 24 und dem Ventilkörper 4. Die Funktion des in Fig. 7 dargestellten Gasströmungswächters 1 entspricht der Funktion des in Fig. 5 dargestellten Gasströmungswächters 1.
Der in Fig. 7 dargestellte Gasströmungswächter befindet sich in der Durchflussstellung, d. h. der Absperrkörper 24 ist derart angeordnet, dass ein Durchströmen von Gas durch den Gasströmungswächter 1 möglich ist. Das Gas kann einen zwischen dem Ventilsitz 36 und der Dichtung 26 des Absperrkörpers 24 ausgebildeten Ringbereich passieren. Das Gas kann somit durch den Gasströmungswächter 1 von dem einen Rohrstück der Rohrleitung in das andere Rohrstück strömen.
Überschreitet die Gasströmung einen zulässigen Wert, wird das Haltemittel 22 derart komprimiert, dass die Dichtung 26 des Absperrkörpers 24 mit dem Ventilsitz 36 in Kontakt kommt und somit den Gasströmungsweg versperrt (siehe Fig. 8).
Bei Überschreitung einer vorgebbaren zulässigen Grenztemperatur wird der in Fig. 7 dargestellte Gasströmungswächter entsprechend Fig. 9 ebenfalls in eine Dichtstellung gebracht. Hierfür sind die Teile 14', 14" der Stiftaufnahme 14 über ein Schmelzmittel 64 miteinander verbunden. Die Schmelzmittel 64 sind bspw. als eine eutektische Legierung ausgebildet, die bei Erreichen der Grenztemperatur schmelzen. Das zweite Teil 14" der Stiftaufnahme 14 ist bei geschmolzenem Schmelzmittel 64 relativ zu der Stiftaufnahme 14' axial bewegbar. Zwischen den beiden Teilen 14', 14" der Stiftaufnahme 14 wirkt ein zusätzliches Betätigungselement 66 in Form einer weiteren Druckfeder. Bei geschmolzenem Schmelzmittel 64 drückt das Betätigungselement 66 das Teil 14" der Stiftaufnahme 14 zusammen mit dem Stift 20, den Haltemitteln 22 und dem Absperrkörper 24 in Richtung des Ventilsitzes 36 bis die Dichtung 26 des Absperrkörpers 24 dort zur Auflage kommt. Dadurch wird der Absperrkörper 24 aus der in Fig. 7 dargestellten Durchflussstellung in die in Fig. 9 dargestellte Dichtstellung bewegt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Gasströmungswächters (1) mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilkörper (4), der mindestens eine Durchgangsöffnung (38) für durch den Gasströmungswächter (1) strömendes Gas (32) aufweist, mit einem in dem Ventilkörper (4) axial verschiebbar geführten und im Wesentlichen quer zu einer durch den Ventilkörper (4) hindurchführenden Gasströmung (32) angeordneten Absperrkörper (24), der zwischen einer Dichtstellung, in der der Absperrkörper (24) auf einem Ventilsitz (36) aufliegt und die oder jede Durchgangsöffnung (38) gasdicht verschließt, und einer Durchflussstellung, in der der Absperrkörper (24) von dem Ventilsitz (36) abgehoben ist und die oder jede Durchgangsöffnung (38) freigibt, verschiebbar ist, und mit einem dem Absperrkörper (24) zugeordneten ersten Anschlag (44), einem dem Ventilkörper (4) zugeordneten zweiten Anschlag (45) und zwischen den beiden Anschlägen (44, 45) angeordneten elastisch verformbaren Haltemitteln (22), die eine der Gasströmung (32) entgegengerichtete Kraft auf den Absperrkörper (24) ausüben, wobei der Abstand der beiden Anschläge (44, 45) zueinander in axialer Richtung im Rahmen der Herstellung des Gasströmungswächters (1) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einstellen des Nenndurchflusses der maximale Abstand der beiden Anschläge (44, 45) zueinander in der Durchflussstellung und/oder zum Einstellen des Schließdurchflusses der maximale Abstand der beiden Anschläge (44, 45) zueinander in der Dichtstellung mittels eines Klemmsitzes begrenzt wird.

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2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:

- der Absperrkörper (24) wird in die Durchflussstellung bzw. in die Dichtstellung gebracht;

- eine Einstellkraft wird ermittelt, die der Kraft entspricht, die bei Nenndurchfluss bzw. bei Schließdurchfluss durch die Gasströmung (32) in axialer Richtung auf den Absperrkörper (24) wirkt;

- der erste Anschlag (44) wird in Strömungsrichtung des Gases mit der Einstellkraft beaufschlagt; und

- eine sich zwischen dem ersten Anschlag (44) und dem Absperrkörper (24) einstellende maximale Relativposition wird mittels Klemmsitz begrenzt.

3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:

- der Absperrkörper (24) wird in die Durchlassstellung bzw. in die Dichtstellung gebracht;

- der zweite Anschlag (45) wird entgegen der Strömungsrichtung des Gases mit der Einstellkraft beaufschlagt; und

- eine sich zwischen dem zweiten Anschlag (45) und dem Ventilkörper (4) einstellende maximale Relativposition wird mittels Klemmsitz begrenzt.

4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlag (44) bzw. der zweite Anschlag (45) mittels Gewichten oder mittels eines Stellelements mit der ermittelten Einstellkraft beaufschlagt wird.

5. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellkraft in Abhängigkeit von der späteren Einbaulage des Gasströmungswächters (1) ermittelt wird.

6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlag (44) in der sich zwischen dem ersten Anschlag (44) und dem Absperrkörper (24) eingestellten Relativposition an dem Absperrkörper (24) mittels Klemmsitz befestigt wird.

7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anschlag (45) in der sich zwischen dem zweiten Anschlag (45) und dem Ventilkörper (4) eingestellten Relativposition an dem Ventilkörper (4) mittels Klemmsitz befestigt wird.

8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlag (44) an einem sich in axialer Richtung erstreckenden Stift (20) ausgebildet ist, der in dem Ventilkörper (4) axial verschiebbar geführt ist und der bei Beaufschlagung des ersten Anschlags (44) mit der Einstellkraft relativ zu dem in der Durchflussstellung bzw. Dichtstellung befindlichen Absperrkörper (24) verschoben wird, und die sich einstellende maximale Relativposition zwischen dem ersten Anschlag (44) und dem Absperrkörper (24) mit Hilfe eines zusätzlichen Klemmelements begrenzt wird, wobei das Klemmelement mittels Klemmsitz auf einer von dem Absperrkörper (24) aus betrachtet dem ersten Anschlag (44) gegenüberliegenden Seite des Stifts (20) befestigt wird.

9. Herstellungsverfahren nach Anspruche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anschlag (45) an einem sich in axialer Richtung erstreckenden Stift (20) ausgebildet ist, auf dem der Absperrkörper (24) axial verschiebbar geführt ist und der bei Beaufschlagung des zweiten Anschlags (45) mit der Einstellkraft relativ zu dem Ventilkörper (4) verschoben wird, und die sich einstellende maximale Relativposition zwischen dem zweiten Anschlag (45) und dem Ventilkörper (4) mit Hilfe eines zusätzlichen Klemmelements begrenzt wird, wobei das Klemmelement mittels Klemmsitz auf einer von dem Ventilkörper (4) aus betrachtet dem zweiten Anschlag (45) gegenüberliegenden Seite des Stifts (20) befestigt wird.

10. Gasströmungswächter (1) mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilkörper (4), der mindestens eine Durchgangsöffnung (38) für durch den Gasströmungswächter (1) strömendes Gas (32) aufweist, mit einem in dem Ventilkörper (4) axial verschiebbar geführten und im Wesentlichen quer zu einer durch den Ventilkörper (4) hindurchführenden Gasströmung (32) angeordneten Absperrkörper (24), der zwischen einer Dichtstellung, in der der Absperrkörper (24) auf einem Ventilsitz (36) aufliegt und die oder jede Durchgangsöffnung (38) gasdicht verschließt, und einer Durchflussstellung, in der der Absperrkörper (24) von dem Ventilsitz (36) abgehoben ist und die oder jede Durchgangsöffnung (38) freigibt, verschiebbar ist, und mit einem dem Absperrkörper (24) zugeordneten ersten Anschlag (44), einem dem Ventilkörper (4) zugeordneten zweiten Anschlag (45) und zwischen den beiden Anschlägen (44, 45) angeordneten elastisch verformbaren Haltemitteln (22), die eine der Gasströmung (32) entgegengerichtete Kraft auf den Absperrkörper (24) ausüben, wobei ein Abstand der beiden Anschläge (44, 45) zueinander in axialer Richtung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Abstand der beiden Anschläge (44, 45) zueinander mittels eines Klemmsitzes begrenzt ist.

11. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (24) mittels eines Klemmsitzes an dem ersten Anschlag (44) befestigt ist.

12. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4) mittels eines Klemmsitzes an dem zweiten Anschlag (45) befestigt ist.

13. Gasströmungswächter (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsmittel (14, 16, 18, 20) zur Führung des Absperrkörpers (24) in dem Ventilkörper (4) vorgesehen sind, wobei die Führungsmittel (14, 16, 18, 20) Teil eines Ventileinsatzes sind, der mittels eines Presssitzes in dem Ventilkörper (4) befestigt ist.

14. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (4) einen Anschlagbereich (50) aufweist, bis zu dem der Ventileinsatz in den Ventilkörper (4) eingesetzt ist und an dem der Ventileinsatz anliegt.

15. Gasströmungswächter (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsmittel (14, 16, 18, 20) zur Führung des Absperrkörpers (24) in dem Ventilkörper (4) vorgesehen sind, wobei die Führungsmittel (14, 16, 18, 20) eine Stiftaufnahme (14) umfassen, in welcher der an dem Absperrkörper (24) befestigte Stift (20) axial verschiebbar geführt ist, wobei die Stiftaufnahme (14) in axialer Richtung betrachtet lediglich auf einer Seite des Absperrkörpers (24) angeordnet ist.

16. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (20) in der Stiftaufnahme (14) mindestens zwei in axialer Richtung zueinander beabstandeten Führungsbereichen geführt ist.

17. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (20) an dem Absperrkörper (24) mittels eines Klemmsitzes befestigt ist.

18. Gasströmungswächter (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsmittel (14, 16, 18, 20) zur Führung des Absperrkörpers (24) in dem Ventilkörper (4) vorgesehen sind, wobei die Führungsmittel (14, 16, 18, 20) eine Stiftaufnahme (14) umfassen, in welcher der Stift (20) befestigt ist, auf dem der Absperrkörper (24) axial verschiebbar geführt ist, wobei die Stiftaufnahme (14) in axialer Richtung betrachtet lediglich auf einer Seite des Absperrkörpers (24) angeordnet ist.

19. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (20) an dem Ventilkörper (4) mittels eines Klemmsitzes befestigt ist.

20. Gasströmungswächter (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftaufnahme (14) in axialer Richtung betrachtet auf einer dem Ventilsitz (36) gegenüberliegenden Seite des Absperrkörpers (24) angeordnet ist.

21. Gasströmungswächter (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (22) als ein Federelement, vorzugsweise als eine Spiralfeder, ausgebildet sind.

22. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als eine Druckfeder ausgebildet ist.

23. Gasströmungswächter (1) mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Ventilkörper (4), der mindestens eine Durchgangsöffnung (38) für durch den Gasströmungswächter (1) strömendes Gas (32) aufweist, mit einem in dem Ventilkörper (4) axial verschiebbar geführten und im Wesentlichen quer zu einer durch den Ventilkörper (4) hindurchführenden Gasströmung (32) angeordneten Absperrkörper (24), der zwischen einer Dichtstellung, in der der Absperrkörper (24) auf einem Ventilsitz (36) aufliegt und die oder jede Durchgangsöffnung (38) gasdicht verschließt, und einer Durchflussstellung, in der der Absperrkörper (24) von dem Ventilsitz (36) abgehoben ist und die oder jede Durchgangsöffnung (38) freigibt, verschiebbar ist, und mit einem dem Absperrkörper (24) zugeordneten ersten Anschlag (44), einem dem Ventilkörper (4) zugeordneten zweiten Anschlag (45) und zwischen den beiden Anschlägen (44, 45) angeordneten elastisch verformbaren Haltemitteln (22), die eine der Gasströmung (32) entgegengerichtete Kraft auf den Absperrkörper (24) ausüben, wobei ein Abstand der beiden Anschläge (44, 45) zueinander in axialer Richtung einstellbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel (22) temperaturabhängig wirken, wobei die von den Haltemitteln (22) auf den Absperrkörper (24) ausgeübte und der Gasströmung (32) entgegengerichtete Kraft bei Überschreiten einer vorgebbaren Grenztemperatur steil abfällt.

24. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturabhängigen Haltemittel aus einer eutektischen Metalllegierung gebildet sind.

25. Gasströmungswächter (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinsatz mindestens zwei Bauteile (14', 14") umfasst, zwischen denen temperaturabhängige Schmelzmittel (64) eingebracht sind, wobei die Schmelzmittel (64) unterhalb einer vorgebbaren Grenztemperatur eine axiale Verschiebbarkeit der Bauteile (14', 14") relativ zueinander hemmen und oberhalb der Grenztemperatur die Verschiebbarkeit der Bauteile (14', 14") relativ zueinander erlauben.

26. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasströmungswächter (1) ein Betätigungselement (66) umfasst, das zwischen zwei der Bauteile (14', 14") wirkt und bei geschmolzenen Schmelzmitteln (64) eine Bewegung des Absperrkörpers (24) in die Dichtstellung verursacht.

27. Gasströmungswächter (1) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (66) als eine Druckfeder ausgebildet ist.