DE29909240U1

DE29909240U1 - Thermisch auslösende Gas-Absperrarmatur

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Publication number: DE29909240U1
Application number: DE29909240U
Authority: DE
Original assignee: Seppelfricke Armaturen GmbH
Current assignee: Seppelfricke Armaturen GmbH
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2009-05-28

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ, HELBER, HOSBACH & PARTNER · HUYSSENALLEE 58-64 ■ D-45128 ESSEN Thermisch auslösende Gas-Absperrarmatur

Die Erfindung betrifft eine thermisch auslösende Gas-Äbsperrarmatur. Derartige Absperrarmaturen gewährleisten eine ausreichende Absicherung im Brandfall. Bei entsprechender Erwärmung erfolgt die thermische Auslösung, wodurch die zugehörige Gasleitung verschlossen wird. Dies ist insbesondere für brandgefährdete Kunststoffrohre von Bedeutung.

Zunehmend ist man dazu übergegangen, die Hausinstallation aus Kunststoffrohren aufzubauen. Die thermisch auslösende Gas-Absperrarmatur wird daher an der Hauseinführung, vorzugsweise stromauf des Gaszählers, angeordnet, ggf. in Kombination mit einer Hauptabsperrarmatur.

In aller Regel weist die Hausinstallation einen Verteiler auf, von dem eine Mehrzahl von Leitungen abgeht. Jede dieser Leitungen ist mit einem Rückstromwächter versehen, der die übrigen Leitungen im Falle einer Rückströmung in der zugehörigen Leitung absichert.

Schließlich verfügen die Leitungssysteme über mindestens einen Strömungswächter, der den Durchfluß durch die stromab gelegenen Leitungsabschnitte begrenzt und der den Durchfluß beispielsweise dann sperrt, wenn der Druck in den stromab gelegenen Leitungsabschnitten aufgrund eines Defektes zusammenbricht.

Häufig besteht ein Bedürfnis, die thermisch auslösende Gas-Absperrarmatur zusätzlich mit einem Rückstromwächter und/oder einem Strömungswächter auszurüsten. Aufgabe der Erfindung ist es, hierfür eine konstruktiv besonders günstige Möglichkeit zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße thermisch auslösende Gas-Absperrarmatur nach einer ersten Alternative versehen mit

- einem Gehäuse, das einen Einlaß und einen Auslaß bildet,

- einem ersten Schließkörper, der von einer ersten Feder in &ldquor;Richtung auf einen ersten Ventilsitz vorgespannt ist und von einer thermisch auslösenden Verriegelung in seiner Öffnungsstellung gehalten wird, und

_&Lgr; 5 - einem an dem ersten Schließkörper geführten zweiten Schließkörper, der einem: dem ersten Ventilsitz entgegengerichteten zweiten Ventilsitz und/oder einem dem zweiten Ventilsitz gegenüberliegenden dritten Ventilsitz zugeordnet ist.

Die Funktion der Absperrung bei thermischer Auslösung wird vom ersten Schließkörper im Zusammenwirken mit dem ersten Ventilsitz erfüllt, und zwar unabhängig davon, in welcher Richtung die Absperrarmatur durchströmt wird.

Für den zweiten Schließkörper hingegen ist die Strömungsrichtung von Bedeutung. Liegt der zweite Ventilsitz stromauf des ersten Ventilsitzes, so arbeitet der zweite Schließkörper mit dem zweiten Ventilsitz als Rückstromwächter zusammen; bei umgekehrter Strömungsrichtung als Strömungswächter. Liegt der dritte Ventilsitz stromauf des ersten Ventilsitzes, so arbeitet der zweite Schließkörper mit dem dritten Ventilsitz als Strömungswächter zusammen; bei umgekehrter Strömungsrichtung als Rückstromwächter. Sofern sowohl der zweite als auch der dritte Ventilsitz vorgesehen sind, werden in beiden Strömungsrichtungen sowohl die Funktion des Rückstromwächters als auch des Strömungswächters erfüllt.

Konstruktiv besonders günstig ist diese Variante deshalb, weil der zweite Schließkörper an dem ersten Schließkörper geführt ist. Im übrigen befinden sich sämtliche Bau-0 teile in einem einzigen Gehäuse, so daß also die Anzahl der Dichtstellen sehr gering ist. Nicht nur der Einbau ist günstig, sondern auch der Austausch nach einem Brand.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der zweite Schließkörper in seiner Öffnungsstellung an einem Anschlag des ersten Schließkörpers oder an einer zweiten Feder anliegt, die sich über ein Widerlager am ersten

Schließkörper abstützt und entgegen der Strömungsrichtung des Gases wirkt. Ein Anschlag ist ausreichend, .wenn der zweite Schließkörper mit dem zweiten Ventilsitz oder mit dem dritten Ventilsitz als Rückstromwächter zusammenarbeitet. Dabei kann der Anschlag auch von einer Feder gebildet werden. Bei der Arbeitsweise als Strömungswächter ist eine Feder unerläßlich, da über die Federkraft die zulässige Durchflußmenge eingestellt wird.

Der zweite Schließkörper ist vorzugsweise auf einem Zapfen des ersten Schließkörpers geführt, wobei der Zapfen den Anschlag oder das Widerlager für die Feder trägt. Im Falle einer Arbeitsweise als Strömungswächter läßt sich die Kraft der Feder in besonders einfacher Weise dadurch einstellen, daß man den Zapfen entsprechend tief in den' ersten ■-Schließkörper einsteckt bzw. einpreßt.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der erste Schließkörper einen gegen das Gehäuse abgedichteten und in diesem geführten Ringkörper aufweist, der den dritten Ventilsitz bildet. Der erste Schließkörper stellt zusammen mit dem Ringkörper ein einteiliges Bauelement dar, welches in das Gehäuse einsteckbar ist. Die thermisch auslösende Verriegelung kann dabei wahlweise am vorderen Bereich oder am Ringkörper des ersten Schließelements angreifen.

Der zweite Schließkörper besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Dies erhöht seine Ansprechempfindlichkeit sowohl als Strömungswächter als auch als Rückstromwächter.

Eine zweite Alternative der erfindungsgemäßen thermisch auslösenden Gas-Absperrarmatur ist zur Lösung der gestellten 0 Aufgabe versehen mit

- einem Gehäuse, das einen Einlaß und einen Auslaß bildet,

- einem ersten Schließkörper, der einem ersten Ventilsitz zugeordnet ist, und

5 - einem einen Gehäusedurchlaß bildenden, dem ersten Schließkörper zugeordneten Betätigungselement, das von einer

ersten Feder in Richtung auf den ersten Ventilsitz vorgespannt ist und von einer thermisch auslösenden Verriegelung in seiner vorgespannten Stellung gehalten wird.

Auch bei dieser Variante wird die Funktion der Absperrung im Brandfalle vom ersten Schließkörper erfüllt. Allerr dings steht nicht der erste Schließkörper unter der Vorspannung der zugehörigen ersten Feder, sondern vielmehr das Betätigungselement. Dieses "schießt" den ersten Schließkörper im Brandfalle in den ersten Ventilsitz hinein.

Vor der thermischen Auslösung kann sich der erste Schließkörper unabhängig vom Betätigungselement bewegen. Liegt er stromab des ersten Ventilsitzes, so arbeitet er als Rückstromwächter; bei umgekehrter Strömungsrichtung als Strömungswächter.

Konstruktiv vorteilhaft ist diese Ausführungsform deshalb, weil der erste Schließkörper von der Funktion der thermischen Verriegelung befreit ist. Er kann also sowohl die Absperrung im Brandfall als auch die Funktion des Rückstromwächters bzw. des Stömungswächters übernehmen. Im übrigen gilt auch hier, daß sämtliche Bauelemente in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

Vorteilhafterweise liegt der erste Schließkörper in seiner Öffnungsstellung an einem Anschlag des Betätigungselements oder an einer zweiten Feder an, die sich am Betätigungselement abstützt und entgegen der Strömungsrichtung des Gases wirkt. Auch hier gilt, daß bei der Funktion als Rückstromwächter ein Anschlag, ggf. gebildet von einer Feder, ausreicht, um die Öffnungsstellung des ersten Schließkörpers zu definieren. Bei einer Funktion als Strömungswächter hin-0 gegen bedarf es zur Einstellung der Durchflußbegrenzung einer Feder.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der erste Schließkörper mit einem zweiten Schließkörper verbunden ist, welcher einem dem ersten Ventilsitz entgegengerichteten zweiten Ventilsitz zugeordnet ist. Beide Schließkörper bewegen sich gemeinsam und werden

von einer gemeinsamen zweiten Feder in ihrer Öffnungsstellung gehalten. Liegt der erste Ventilsitz stromab des zweiten Ventilsitzes, so arbeitet der erste Schließkörper als Strömungswächter und der zweite Schließkörper als Rückstromwächter; bei umgekehrter Strömungsrichtung sind die Funktionen vertauscht. In jedem Fall bleibt die Funktion des ersten Schließkörpers als Absperrelement im Brandfalle erhalten, und zwar unter der "Schußwirkung" des Betätigungselements. Vorteilhafterweise sind die beiden Schließkörper über eine Ventilstange miteinander verbunden, welche im Betätigungselement geführt ist. Die aus dem zweiten Schließkörper und der Ventilstange bestehende Baugruppe ist vorzugsweise einteilig aus Kunststoff hergestellt. Dies dient der Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit, was im vorliegenden Falle deshalb von besonderer Wichtigkeit ist, weil diese Baugruppe mit dem ersten Schließkörper eine Bewegungseinheit bildet. Der erste Schließkörper muß aus Brandschutzgründen, wie auch das Gehäuse, aus Metall bestehen.

Sowohl im Falle der ersten als auch im Falle der zweiten Alternative ist es vorteilhaft, der zweiten Feder eine dritte Feder zuzuordnen, die gegen Ende der Verspannung der zweiten Feder wirksam wird. Letztlich bestimmt das Zusammenwirken der zweiten und der dritten Feder die Charakteristik des Strömungswächters.

Zwar sind, wie oben ausgeführt, beide erfindungsgemäßen Varianten in beiden Strömungsrichtungen einsetzbar. Allerdings bedarf es gewisser Anpassungen, was die Anordnung der Anschläge und die Wirkungsrichtungen der zweiten Federn anbelangt. Diesbezüglich als besonders vorteilhaft hat es 0 sich herausgestellt, den ersten Ventilsitz dem Auslaß und den zweiten Ventilsitz dem Einlaß des Gehäuses zuzuordnen.

Optimale konstruktive und einbautechnische Verhältnisse ergeben sich dadurch, daß der Einlaß und der Auslaß des Gehäuses koaxial zueinander angeordnet werden. Die gesamte Armatur bildet eine Patrone mit axial fluchtenden Baulementen, die sich einfach zusammenfügen lassen. Die Patrone

selbst bietet bei ihrer Integration in einen geradlinigen Leitungsabschnitt keinerlei Probleme..

Was die thermische Verriegelung anbelangt, so ist die Erfindung auf keine spezielle Ausführungsform beschränkt. Als besonders vorteilhaft hat sich allerdings eine Konstruktion erwiesen, bei der ein vorzugsweise kugelförmiger Verriegelungskörper in einer mit Schmelzmaterial gefüllten Hülse angeordnet ist, wobei die Hülse in eine umlaufende Gehäusenut eingelegt ist. Dabei bedarf es keiner definierten Position auf dem Umfang des Gehäuses, sofern der Verriegelungskörper an einer umlaufenden Kante angreift.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

. Figur 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsf orm;

Figur 2 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform;

Figur 3 bis 5 unterschiedliche Betriebsstellungen der Ausführungsform nach Figur 2.

Nach Figur 1 weist die thermisch auslösende Gas-Absperrarmatur ein Gehäuse 1 auf, welches einen Einlaß 2 und einen Auslaß 3 bildet. Am Auslaß 3 ist ein erster Ventilsitz 4 angeordnet, und zwar für einen ersten Schließkörper 5, der von einer ersten Feder 6 in Richtung auf den ersten Ventilsitz 4 verspannt ist und von einer thermisch auslösenden Verriegelung in seiner Öffnungsstellung gehalten wird. Die Verriegelung weist einen kugelförmigen Verriegelungskörper 7 auf, der in einer Hülse 8 angeordnet ist. Die Hülse 8 ist in eine umlaufende Nut 9 des Gehäuses 1 eingelegt. Sie enthält ein Schmelzmaterial 10, das im Brandfalle dem Verriegelungskörper 7 die Möglichkeit bietet, in die Hülse 8 einzutreten und den ersten Schließkörper 5 freizugeben. Dieser wird sodann von der ersten Feder 6 in den ersten Ventilsitz 4 5 "hineingeschossen".

In den ersten Schließkörper 5 ist eine Zapfen 11 eingepreßt, auf welchem ein zweiter Schließkörper 12 geführt ist. Der zweite Schließkörper 12 arbeitet mit einem zweiten Ventilsitz 13 sowie mit einem dritten Ventilsitz 14 zusammen. Der zweite Ventilsitz 13 ist am Einlaß 2 angeordnet, während der dritte Ventilsitz 14 von einem Ringkörper 15 gebildet wird, welcher einen Bestandteil des ersten Schließkörpers 5 bildet. Auf dem Zapfen 11 sitzt ein fest angeordnetes Widerlager 16 für eine zweite Feder 17, die entgegen der Strömungsrichtung wirkt und am zweiten Schließkörper 12 anliegt.

Figur 1 zeigt die Position der einzelnen Bauteile bei normaler Arbeitsweise, wobei die zweite Feder 17 den zweiten Schließkörper 12 in einer Mittelstellung hält. Kommt es zu einer Rückströmung des Gases, so wird der zweite Schließkörper 12 mitgenommen und auf dem Zapfen 11 in den zweiten Ventilsitz 13 hineingeschoben. Der zweite Schließkörper 12 arbeitet dabei als Rückstromwächter.

Steigt hingegen der Gasdurchsatz an, so wird der zweite Schließkörper 12 entgegen der Wirkung der zweiten Feder 17 in Richtung auf den dritten Ventilsitz 14 bewegt. Bei Überschreitung eines vorgegebenen Durchflusses verschließt der zweite Schließkörper 12 den dritten Ventilsitz 14. Er arbeitet also als Strömungswächter. Um die Armatur in dieser Position zuverlässig zu verschließen, ist der Ringkörper 15 gegenüber dem Gehäuse 1 abgedichtet. Der kritische Durchfluß wird durch die Einstecktiefe des Zapfens 11 bestimmt.

Die Ansprechempfindlichkeit der Armatur wird dadurch gefördert, daß der zweite Schließkörper aus Kunststoff hergestellt ist.

Die Ausführungsform nach Figur 2 unterscheidet sich von der nach Figur 1 dadurch, daß die erste Feder 6 nicht direkt auf den ersten Schließkörper 5 einwirkt, sondern vielmehr auf ein Betätigungselement 18, welches von der thermisch auslösenden Verriegelung in seiner vorgespannten Stellung gehalten wird. Der Verriegelungskörper 7 greift an einer umlaufenden Kante des Betätigungselements 18 an und bedarf

i, daher keiner definierten Umfangsposition. Außerdem ist der erste Schließkörper 5 über eine Ventilstange 19 fest mit dem zweiten Schließkörper 12 verbunden. Die Ventilstange 19 ist im Betätigungselement 18 geführt. Letzteres trägt auch das Widerlager 16 für die zweite Feder 17. Wie dargestellt, ist der zweiten Feder 17 eine dritte Feder 20 zugeordnet, die die Charakteristik der Durchflußbegrenzung im diesbezüglichen letzten Bewegungsabschnitt des zweiten Schließkörpers 12 mitbestimmt.

Diese Arbeitsweise, nämlich die des Strömungswächters, ergibt sich aus Figur 2. Der unzulässige Durchfluß hat die . aus den Bauteilen 5, 12 und 19 bestehende Baugruppe gegen die Wirkung der Federn 17 und 20 in Richtung auf den Auslaß verschoben und dabei den ersten Schließkörper 5 in den ersten Ventilsitz 4 hineingedrückt.

Figur 4 zeigt die Funktion der Armatur als Rückstromwächter. Hier ist der zweite Schließkörper 12 in den zweiten Ventilsitz 13 hineingeschoben worden.

Figur 5 schließlich zeigt die thermische Auslösung der 0 Armatur. Die Verriegelung hat das Betätigungselement 18 freigegeben, und dieses hat den ersten Fließkörper 5 in den ersten Ventilsitz 4 "hineingeschossen".

Der zweite Schließkörper 12 ist mit der Ventilstange einteilig aus Kunststoff hergestellt, um die Empfindlichkeit der Armatur zu erhöhen.

Die Zeichnungen lassen erkennen, daß sich beide Varianten durch eine einfache und übersichtliche Konstruktion auszeichnen. Die wesentlichen Bauteile fluchten axial miteinander und lassen sich daher leicht zusammenstecken. Ein- und Auslaß sind koaxial ausgerichtet, so daß die Montage der Armatur in einem geradlinigen Leitungsabschnitt ohne Schwierigkeiten möglich ist. Hervorzuheben ist vor allen Dingen, daß mit einem Minimum an Dichtstellen gearbeitet wird. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus lediglich zwei Bauteilen, von denen das eine den ersten und das andere den zweiten Ventilsitz aufweist.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. Vor allen Dingen kann, wie eingangs erläutert, eine Anpassung an eine Umkehr der Strömungsrichtung vorgenommen werden. Ferner besteht im Zusammenhang mit Figur 1 die Möglichkeit, den zweiten Schließkörper nur mit dem zweiten Ventilsitz oder nur mit dem dritten Ventilsitz

·; zusammenarbeiten zu lassen. Im Falle der Figuren 2 bis 5 kann auf den zweiten Schließkörper völlig verzichtet werden. In beiden Fällen beschränkt sich dann die Armatur auf eine der beiden Funktionsweisen zusätzlich zur thermisch auslösenden Absperrung. Letztere ist in jedem Falle gewährleistet.

Claims

1. Thermisch auslösende Gas-Absperrarmatur mit

1. einem Gehäuse (1), das einen Einlaß (2) und einen Auslaß (3) bildet,

2. einem ersten Schließkörper (5), der von einer ersten Feder (6) in Richtung auf einen ersten Ventilsitz vorgespannt ist und von einer thermisch auslösenden Verriegelung in seiner Öffnungsstellung gehalten wird, und

3. einem an dem ersten Schließkörper (5) geführten zweiten Schließkörper (12), der einem dem ersten Ventilsitz (4) entgegengerichteten zweiten Ventilsitz (13) und/oder einem dem zweiten Ventilsitz (13) gegenüberliegendem dritten Ventilsitz (14) zugeordnet ist.

2. Absperrarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schließkörper (12) in seiner Öffnungsstellung an einem Anschlag des ersten Schließkörpers (5) oder an einer zweiten Feder (17) anliegt, die sich über ein Widerlager (16) am ersten Schließkörper (5) abstützt und entgegen der Strömungsrichtung des Gases wirkt.

3. Absperrarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schließkörper (12) auf einem Zapfen (11) des ersten Schließkörpers (5) geführt ist, wobei der Zapfen (11) den Anschlag oder das Widerlager (16) für die zweite Feder (17) trägt.

4. Absperrarmatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (11) unterschiedlich tief in den ersten Schließkörper (5) einsteckbar ist.

5. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schließkörper (5) einen gegen das Gehäuse (1) abgedichteten und in diesem geführten Ringkörper (15) aufweist, der den dritten Ventilsitz (14) bildet.

6. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schließkörper (12) aus Kunststoff besteht.

7. Thermisch auslösende Gas-Absperrarmatur mit

1. einem Gehäuse (1), das einen Einlaß (2) und einen Auslaß (3) bildet,

2. einem ersten Schließkörper (5), der einem ersten Ventilsitz (4) zugeordnet ist, und

3. einem einen Gasdurchlaß bildenden, dem ersten Schließkörper (5) zugeordneten Betätigungselement (18), das von einer ersten Feder (6) in Richtung auf den ersten Ventilsitz (4) vorgespannt ist und von einer thermisch auslösenden Verriegelung in seiner vorgespannten Stellung gehalten wird.

8. Absperrarmatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schließkörper (5) in seiner Öffnungsstellung an einem Anschlag des Betätigungselementes (18) oder an einer zweiten Feder (17) anliegt, die sich am Betätigungselement (18) abstützt und entgegen der Strömungsrichtung des Gase wirkt.

9. Absperrarmatur nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schließkörper (5) mit einem zweiten Schließkörper (12) verbunden ist, welcher einem dem ersten Ventilsitz (4) entgegengerichteten zweiten Ventilsitz (13) zugeordnet ist.

10. Absperrarmatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schließkörper (5, 12) über eine Ventilstange (19) miteinander verbunden sind, welche im Betätigungselement (18) geführt ist.

11. Absperrarmatur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schließkörper (12) und die Ventilstange (19) einteilig aus Kunststoff hergestellt sind.

12. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 2 bis 6 oder 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Feder (17) eine dritte Feder (20) zugeordnet ist, die gegen Ende der Verspannung der zweiten Feder (17) wirksam wird.

13. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilsitz (4) dem Auslaß (3) und der zweite Ventilsitz (13) dem Einlaß (2) des Gehäuses (1) zugeordnet ist.

14. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (2) und der Auslaß (3) des Gehäuses (1) koaxial angeordnet sind.

15. Absperrarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die thermisch auslösende Verriegelung einen vorzugsweise kugelförmigen Verriegelungskörper (7) aufweist, der in einer ein Schmelzmaterial (10) enthaltenden Hülse (8) angeordnet ist, wobei die Hülse (8) in eine umlaufende Nut (9) des Gehäuses (1) eingelegt ist.