DE3028938A1

DE3028938A1 - Fluidabsperreinrichtung

Info

Publication number: DE3028938A1
Application number: DE19803028938
Authority: DE
Inventors: Kunio Shimizu
Original assignee: SHIMIZU MITSURU
Current assignee: SHIMIZU MITSURU
Priority date: 1979-07-30
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1981-02-19
Also published as: DE3028938C2; GB2060827B; FR2462633A1; GB2060827A; IT1131780B; IT8023772A0; FR2462633B1

Description

Fluidabsperreinrichtung

Die Erfindung betrifft f»ine Einrichtung zum Absperren des Fluidstroms, wie eines gasförmigen Brennstoffs, im Notfall, wie einem Erdbeben oder einen zufälligen Austritt eines explosiven Gases.

Bei einem Erdbeben oder einem zufälligen Austreten eines explosiven gasförmigen Brennstoffs ist es erforderlich, daß der Brennstoffstrom von einer Versorgungsleitung oder einem Vorratsbehälter zuverlässig gestoppt wird, um sekundäre Unfälle zu vermeiden, die durch die Explosion des gasförmigen Brennstoffs verursacht werden. Hierfür ist bisher eine Vielzahl von Fluidabsperreinrichtungen vorgeschlagen worden. Die meisten dieser Fluidabsperreinrichtungen sind jedoch im Aufbau kompliziert, besitzen eine unverläßliche Arbeitsweise oder sind hinsichtlich der Herstellungskosten teuer.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Fluidabsperreinrichtung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat, betriebszuverlässig arbeitet und billig herzustellen ist.

Vorzugsweise soll nach der Erfindung eine Fluidabsperreinrichtung derart ausgelegt werden, daß sie in Abhängigkeit von einem Erdbeben und/oder in Verbindung mit einem Detektor für ein Gasleck betreibbar ist.

Zweckmäßigerweise soll nach der Erfindung eine Fluidabsperreinrichtung derart ausgelegt werden, daß sie mit Hilfe einer Betätigung einfach von ihrer Betriebsstellung, in der sie eine

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Absperrung vornimmt, zurückgestellt werden kann.

Insbesondere soll nach der Erfindung eine Fluidabsperreinrichtung geschaffen werden, die sehr zuverlässig durch die Versorgung eines schwachen elektrischen Stroms betätigbar ist und die in der Betriebsstellung ohne eine weitere Stromversorgung verharrt.

Nach der Erfindung weist eine Fluidabsperreinrichtung ein Gehäuse auf, das aus einem nicht magnetischen Material besteht, durch das ein Fluiddurchgang gebildet wird, der eine Verbindung mit einer Fluidversorgungsleitung herstellt. Das Gehäuse umfaßt auch eine darin liegende Ventilkammer, die in Verbindung mit dem Durchgang steht,und einen Ventilsitz zwischen dem Durchgang und der Ventilkammer. Ein Ventilkörper aus einem magnetischen Werkstoff ist in der Ventilkammer vorgesehen, der zwischen einer ersten Stellung, in der er von dem Ventilsitz zur Öffnung des Durchgangs abgerückt ist, und einer zweiten Stellung beweglich ist, in der er auf dem Ventilsitz aufsitzt, um den Durchgang abzusperren. Außerhalb des Gehäuses ist ein ringförmiger Permanentmagnet vorgesehen, der auf dem Gehäuse gleitend beweglich ist und in Richtung auf den Umfang des Ventilsitzes mittels einer elastischen Federeinrichtung gedrückt wird. Der Ventilkörper wird in der ersten Stellung gehalten. Er kann sich aber in die zweite Stellung durch die Magnetkraft des Permanentmagneten unter einer vorbestimmten Bedingung bewegen.

Vorzugsweise ist außerhalb des Gehäuses in der Nähe des Um- ' fangs des Ventilsitzes ein erster Anschlag vorgesehen, und der ringförmige Permanentmagnet wird normalerweise gegen den ersten Anschlag gedruckt. Die Ventilkammer hat einen darin angeordneten zweiten Anschlag, der von dem Ventilsitz unter Bildung einos Raums getrennt ist, der größer als die Abmessungen des Ventilkörpers ist. Der Ventilkörper wird gegen den

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zweiten Anschlag mit Hilfe eines Federelements gedrückt, wobei die Magnetkraft des Permanentmagneten nicht stark genug ist, um den Ventilkörper entgegen dem Federelement in Richtung auf den Ventilsitz zu .ziehen. Der Ventilkörper ist derart beschaffen, daß er sich von dem zweiten Anschlag in Richtung auf den Ventilsitz entgegen der Federkraft des Federelemenis wegbewegen kamunddurch die Magnetkraft des Permanentmagneten in Richtung zu dem Ventilsitz angezogen wird, wenn ein Erdbeben mit einer vorbestimmten Stärke auftritt.

Insbesondere weist die Fluidabsperreinrichtung einen Magneten auf, der am Umfang des Gehäuses in der Nähe der elastischen Federeinrichtung vorgesehen ist,und ein zylindrisches magnetisches Kernelement, das im Innenraum der Ventilkammer vorgesehen ist, die von dem Magneten umschlossen wird. Der Ventilkörper wird zwischen dem Ventilsitz und dem zylindrischen Kernelement vorgesehen und berührt das Ende des zylindrischen magnetischen Elements in der Ruhestellung bzw. in der unwirksamen Stellung. Der Ventilkörper ist derart angeordnet und beschaffen, daß bei einer Versorgung des Magneten mit einem elektrischen Strom der Ventilkörper von dem zylindrischen magnetischen Element gelöst wird und sich durch die Magnetkraft des Permanentmagneten zu dem Ventilsitz bewegt.

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einer Fluidabsperreinrichtung, die einen magnetischen Ventilkörper hat, der in einem nicht magnetischen, hohlen Gehäuse zwischen einer ersten Stellung, in der ein Fluiddurchgars geöffnet wird, und einer zweiten Stellung beweglich ist, in der er auf einem Ventilsitz aufliegt, um den Durchgang abzusperren, und es ist ein ringförmiger Permanentmagnet an der Außenseite des Gehäuses vorgesehen, der mittels einer elastischen Feder in Richtung auf den Umfang des Ventilsitzes gedrückt wird. Der Ventilkörper ist im Normalzustand in der ersten Stellung gehalten, kann sich aber durch die Magnetkraft des Permanent-

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magneten unter einer vorbestimmten Bedingung in die zweite Stellung "bewegen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig, 1a bis 1c Schnittansichten einer Fluidabsperreinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung, wobei Fig. 1a eine Ruhestellung, Fig. 1b eine Arbeitsstellung und Fig. 1c eine Rücksetzstellung zeigt,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Fluidab

sperreinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung, wobei in durchgezogenen Linien eine Ruhestellung und in gebrochenen Linien eine Arbeitsstellung gezeigt ist,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Fluidab-

sperreinricntung gemäß einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung in einer Ruhestellung,

Fig. 4a bis 4d eine Fluidabsperreinrichtung gemäß

einer vierten Ausführungsform nach der Erfindung, wobei in Fig. 4a die Fluidabsperreinrichtung in einer Ruhestellung, in Fig. 4b in einer Arbeitsstellung, in Fig. 4c in einer' Rücksetzstellung und in Fig. 4d

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eine Schnittansicht längs der Linie D-D in Fig. 4a gezeigt ist, und

Fig. 5a bis 5e eine Fluidabsperreinrichtung gemäß

einer fünften Ausführungsform nach der Erfindung, wobei in Fig. 5a die . Fluidabsperreinrichtung in einer Ruhestellung, in Fig. 5b in einer Arbeitsstellung, in Fig. 5c in einer Rücksetzstellung, in Fig. 5d eine Rücksetzung mittels eines Mikroschalters und in Fig. 5e eine Schnittansicht längs der Linie E-E in Fig. 5a gezeigt ist.

Bei einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung, die in den Fig. 1a bis 1c gezeigt ist, weist eine Fluidabsperreinrichtung ein längliches, hohles Gehäuse 1 auf, das aus einem nicht magnetischen Material besteht. Das Gehäuse 1 hat Endabschnitte 1a und 1b, die dazu bestimmt sind, mit Leitungen bzv. Schläuchen (nicht gezeigt) verbunden zu werden, die zur Fluidversorgung, wie z.B. für einen gasförmigen Brennstoff, dienen. Das Gehäuse 1 hat auch einen Durchgang 2 und eine erweiterte Ventilkammer 3 in dem Gehäuse, die in Verbindung mit einer Fluidversorgungsleitung steht. Zwischen dem Durchgang 2 und der Ventilkammer 3 ist ein halbkugelförmiger Ventilsitz 4 vorgesehen, der einen kugelförmigen Ventilkörper 5 aufnimmt, der in der Ventilkammer 3 aufgenommen ist. Der Ventilkörper 5 besteht aus einem magnetischen Werkstoff, wie Weicheisen. Der Ventilkörper 5 wird geringfügig gegen ein Anschlagelement 6 gedruckt, das in der Ventilkammer 3 enthalten ist. Hierzu ist eine relativ schwache Druckfeder 7 vorgesehen, die sich durch den Durchgang 2 erstreckt. Das .Anschlagelement 6 ist von dem Ventilsitz 4 um eine Entfernung

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getrennt, die größer als dtr Durchmesser des kugelförmigen Ventilkörpers 5 ist, wobei der Ventilsitz 4 offen ist und der Fluidstrom durch die Ventilkammer 3 und den Durchgang ? frei durchgehen kann, wenn der Ventilkörper 5 in Berührung mit dem Anschlagelenent 6 ist, was in Fig. 1a gezeigt ist.

Außerhalb des Gehäuses 1 ist ein ringförmiger Permanentmagnet 8 vorgesehen, der längs dem Außenumfang des Gehäuses gleitend beweglich ist. Der Permanentmagnet 8 wird gegen einen ringförmigen Anschlag 9 mittels einer Spiralfeder gedrückt, die zwischen einem Ringflansch 11 auf dem Gehäuse und dem Permanentmagneten 8 vorgesehen ist. Der ringförmige Anschlag 9 ist in der Nähe des Umfangs des Ventilsitzes 4 derart vorgesehen, daß der ringförmige Permanentmagnet den Ventilsitz an der Stelle umschließt, an der der Magnet 8 den ringförmigen Anschlag 9 berührt.

Die Federkraft der relativ schwachen Druckfeder 7 in dem Durchgang 2 ist dazu bestimmt, den Ventilkörper 5 in Richtung auf den Ventilsitz 9 an einer vorbestimmten Stellung vorbei zu bewegen, wenn die Fluidabsperreinrichtung einem Erdbeben mit vorbestimmter Stärke ausgesetzt ist. Auch ist die Magnetkraft des Permanentmagneten derart gewählt, daß der Ventilkörper unmittelbar von dem Mittelabschnitt des ringförmigen Permanentmagneten angezogen wird, wenn sich der Ventilkörper 5 in Richtung auf den Ventilsitz an der vorbestimmten Stellung vorbeibewegt, wobei der Ventilsitz 4 der Ventilkammer durch den Ventilkörper geschlossen wird.

Nachstehend soll die Arbeitsweise der Fluidabsperreinrichtung beschrieben werden. In Fig. 1a ist eine unwirksame bzw.Ruhe-Stellung gezeigt, in der der ringförmige Permanentmagnet in Berührung ~iit dem ringförmigen Anschlag 9 ist, und der kugelförmige Ventilkörper 5 gegen das Anschlagelement 6 in der Ventilkainmer 3 gedrückt wird. Wenn diese Fluidabsperr-

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einrichtung einem Erdbeben ausgesetzt ist, kann sich der kugelförmige Ventilkörper entgegen der Wirkung der Feder 7 in dem Durchgang 2 bewegen. Wenn die Stärke des Erdbebens einen vorbfistimmten Wert erreicht, bewegt sich der Ventilkörper 5 in Richtung auf den Ventilsitz an einer vorbestimmten Stellung vorbei. Zu diesem Zeitpunkt wird die Magnetkraft des Permanentmagneten größer als die Federkraft. Somit wird der Ventilkörper i? zum Mittelteil des Magneten angezogen und schließt den Ventilsitz, was in Fig. 1b gezeigt ist. In dieser in Fig. 1b gezeigten Arbeitsstellung der Fluidabsperreinrichtung verharrt der Ventilkörper 5 auf dem Ventilsitz und hält den Fluiddurchgang durch die Magnetkraft des Permanentmagneten geschlossen. Wenn die Fluidabsperreinrichtung zurückgesetzt werden soll, wird der ringförmige Permanentmagnet 8 entgegen der Wirkung der Spiralfeder 10 zurückgeschoben, wie dies in Fig. 1c gezeigt ist. Bei dieser zurückgerichteten Verschiebebewegung des Magneten 8 wird die auf den Ventilkörper 5 auf dem Ventilsitz 4 einwirkende Magnetkraft beträchtlich vermindert, und die Federkraft der Feder 7 im Durchgang 2 wird höher als die verminderte Magnetkraft. Demzufolge wird der Ventilkörper gegen das Anschlagelement 6 in der Ventilkamiier 3 gedruckt und nimmt seine Ruhestellung ein. Anschließend kann sich' der Ventilkörper nicht mehr aus der Ruhestellung wegbewegen, bis die Fluidabsperreinrichtung wiederum einem weiteren Erdbeben ausgesetzt ist, obgleich der Permanentmagnet in seine Ausgangsstellung bzw. Grundstellung zurückkehrt, die in Fig. 1a gezeigt j.st.

Es soll nunmehr eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung anhand von Fig. 2 erläutert werden. Diese Fluidabsperreinrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist ebenfalls zur Absperrung eines Fluidstroms, wie eines gasförmigen Brennstoffs, bei Ermittlung eines Erdbebens mit einer vorbestimmten Stärke bestimmt. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist anstelle der relativ schwachen Druckfeder 7 bei der ersten

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AuFführungsform eine ausgenommene Aussparung 12 in der Ventilkammer 3 ausgebildet, die einen kugelförmigen Ventilkörper in einer unwirksamen bzw. einer Ruhe-Stellung aufnimmt. Die anderen baulichen Einzelheiten der Fluidabsperreinrichtung nach der zweiten Ausführungsform stimmen im wesentlichen mit denjenigen der ersten Ausführungsform überein.

Wenn die Fluidabsperreinrichtung einem Erdt^Qoen mit einer vorbestimmten Stärke ausgesetzt ist, rollt der kugelförmige Ventilkörper 5 aus der ausgenommenen Aussparung 12 heraus in Richtung auf den Ventilsitz 4 und wird auf diesem durch die Magnetkraft des ringförmigen Permanentmagneten 8 angezogen, wie dies in gebrochenen Linien in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn andererseits der Permanentmagnet 8 entgegen der Kraft der Spiralfeder 10 zur Rücksetzung der Fluidabsperreinrichtung zurückgeschoben wird, rollt der Ventilkörper von dem Ventilsitz 4 aufgrund der Schwerkraft nach unten und tritt in die ausgenommene Aussparung 12 ein, da die auf den Ventilkörper 5 einwirkende Magnetkraft beträchtlich herabgesetzt ist. Die weiteren Einzelheiten der Arbeitsweise dieser Fluidabsperreinrichtung nach der zweiten Ausführungsform entsprochen im wepentlichen denjenigen der ersten Ausführungsform. Dementsprechend können weitergehende Ausführungen hinsichtlich des Aufbaus und der Arbeitsweise der Einrichtung nach der zweiten Ausführuixgsform entfallen.

Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform nach der Erfindung unter Bezugnahme auf .^ig. 3 näher erläutert, in der eine Fluidabsperreinrichtung gezeigt ist, die derart vorgesehen ist, daß sie bei Ermittlung eines Erdbebens mit einer vorbestimmten Stärke oder bei einem elektrischen Strom arbeitet, der von einem Detektor zugeführt wird, der ein Gasleck oder ähnliches ermittelt. Die Fluidabsparreinrichtung nach dieser Ausführungsform ist eine Weiterbildung der ersten Ausführungsform, so daß gleiche oder ähnliche Teile wie bei der

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ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Fluidabjperreinrichtung ist ein Magnet 13 am Umfang des länglichen Gehäuses 1 in der Nähe des ringförmigen Anschlags 9 vorgesehen, der aber dem ringförmigen Permanentmagneten 8 gegenüberliegt. Dieser Magnet 13 ist derart angeordnet, daß der radiale und axiale Kittelpunkt des Magneten 13 geringfügig von dem Mittelpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers in Richtung des Ventilsitzes 4 abweicht. Der Magnet 13 ist mit einer elektrischen Stromquelle (nicht gezeigt) über einen Detektor (nicht gezeigt) für ein Gasleck verbunden, wobei der Detektor einen Schalter schließt, wenn er das Austreten von gasförnigem Brennstoff ermittelt. Hierdurch wird der Magnet mit einem elektrischen Strom versorgt. Dieser Magnet 13 ist ebenfalls derart beschaffen, daß eine zum Anziehen des Ventilkörpers ausreichende Magnetkraft in dem Mittelpunkt des Magneten erzeugt wird, wenn der Magnet mit dem elektrischen Strom versorgt wird. Der Permanentmagnet 8 hat eine solche Magnetkraft, daß er den Ventilkörper 5 zu dem Ventilsitz 4 entgegen der Kraft der Feder 7 anziehen kann, wenn der Ventilkörper zu dem Mittelpunkt des Magneten angezogen wird. Wenn somit der Magnet über den zur Ermittlung eines Gaslecks bestimmten Detektor mit einem Strom versorgt wird, bewegt sich der Ventilkörper zu dem Mittelpunkt des Magneten entgegen der Kraft der Feder 7, wo er weiter durch den Permanentmagneten angezogen wird und den Ventilsitz 4 verschlie-iSt. Anschließend bleibt der Ventilkörper 5 auf dem Ventilsitz 4 durch die Magnetkraft des Permanentmagneten 8, selbst wenn die Stromversorgung zu dem Magneten unterbrochen wird- Der Ventilkörper 5 kann in seine unwirksame Stellung, d.h. in seine Ruhestellung dadurch zurückgebracht v/erden, daß der Permanentmagnet wie bei aer ersten Ausführungsform zurückgeschoben wird. Weitere Einzelheiten hinsichtlich des Aufbaus und der Arbeitsweise dieser dritten

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Au-führungsform nach Fig. 3 stimmen im wesentlicher mit denjenigen der ersten Ausführungsform überein, die im Zusammenhang mit den Fig. 1a bis 1c erläutert worden ist. Wie sich somit aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, kann die Fluidabsperreiiirichtung gemäß der dritten Ausführungsform nicht nur durch ein Erdbeben, sondern auch durch eine elektrische Stromversorgung ausgelöst werden, die über einen Detektor für ein Gasleck oder dergl. angelegt wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4a bis 4d wird eine vierte Ausführungsform nach der Erfindung erläutert. Bei dieser vierten Ausführungsform ist ein zylindrisches hohles Kernelement 14 aus einem magnetischen Werkstoff in einer Ventilkammer 3 von einem kugelförmigen Ventilkörper 5 derart getrennt vorgesehen, daß der Ventilkörper 5 zwischen einem Ventilsitz 4 und dem Kernelement 14 angeordnet ist. Das Kernelement 14 ist derart ausgebildet, daß es in der Ventilkammer 3 zwischen einem Paar von Anschlagflanschen 15a und 15b gleitend beweglich ist, die an der Innenumfangsflache der Ventilkammer 3 ausgebildet sind. Ein Ende des Kernelements 14, das dem kugelförmigen Ventilelement 5 zugewandt ist, hat eine Vielzahl von darin ausgebildeten Radialnuten 14a, wie dies in Fig. 4d gezeigt ist, so daß radiale Zwischenräume dazwischen freibleiben, um einen freien Strömungsdurchgang für das Fluid zu schaffen, wenn der Ventilkörper 5 das Ende des Kernelements 14 berührt. Ein Magnet 16 ist an dem Außenumfang der Ventilkammer■3 vorgesehen, der das Kernelement 14 in der Ruhestellung teilweise umgibt, die in Fig. 4a gezeigt ist.. Dieser Magnet 16 ist mit einer elektrischen Stromquelle über einen Detektor (nicht gezeigt) fest verbunden, der im Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform bereits näher erläutert worden ist. Somit wird der M&gnet 1ή nur betätigt, wenn der Detektor ausgelöst wird. Am Außenumfang der Ventilkammer 3 ist auch ein ringförmiger Permanentmagnet 17 vorgesehen, der längs des Umfangs des Gehäuses 1 zwischen den Ring-

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flanschen 18 und 19 gleitend auf diesem Gehäuse beweglich ist. Eine Druckfeder 20 in Form einer Spiralfeder ist zwischen dem Permanentmagneten 17 und einem der Flansche 19 vorgesehen, der dem Magneten 16 benachbart liegt. Somit wird der Permanentmagnet 17 in Richtung auf den anderen Flansch 18 durch die Feder 20 gedruckt. Der letztgenannte Flansch 18 dient als ein Anschlag für den Permanentmagneten 17 und ist in der Nähe des Umfangs des Ventilsitzes 4 derart vorgesehen, daß sich der Ventilsitz 4 an dem Mittelabschnitt des Magneten 17 befindet, wenn der ringförmige Permanentmagnet 17 den Flansch 18 berührt.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Fluidabsperreinrichtung gemäß dieser vierten Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert, v/obei in Fig. 4a eine Ruhestellung der Einrichtung gezeigt ist. Mit dieser Ruhestellung steht das zylindrische Kernelement 14 von dem Magneten nach rechts durch die Anzugskraft des Permanentmagneten 17 vor und berührt den flanschförmigen Anschlag 15 am Innenumfang der Ventilkammer 3. Auch das rechts liegende Ende des Kernelements 14 berührt den kugelförmigen Ventilkörper 5· Obgleich ferner der Permanentmagnet 17 in Richtung nach rechts durch die spiralförmige Druckfeder 20 gedrückt wird, stoppt der Magnet seine Bewegung an der Zwischenstellung, indem er den flanschförmigen Anschlag 18 nicht erreicht, was auf die magnetische Anzugskrafx zurückzuführen ist, die zwischen dem zylindrischen Kernelemcnt 14 und dem ringförmigen Permanentmagneten 17 erzeugt wird. In einer solchen Arbeitsstellung wird das Kernelement 14 in Richtung nach links in Fig. 4 infolge der durch die Betätigung des Magneten 16 erzeugten elektromagnetischen Kraft angezogen, wenn ein elektrischer Strom dem Magneten über einen Detektor zugeführt wird, der ein Leck von gasförmigem Brennstoff oder dergl. ermittelt. In diesem Zusammenhang ist noch darauf hinzuweisen, daß der Magnet 16 derart ausgebildet ist, daß er eine starke elektromagnetische Kraft hat, die aus-

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reicht, das Kernelement 14 in den Magneten entgegen der magnetischen Anziehungskraft des Permanentmagneten 17 zu ziehen. Durch die Verschiebung des Kernelements 14 in Richtung nach links kann der ringförmige Permanentmagnet 17 nicht mehr in seiner ursprünglichen Stellung bleiben und wird bewegt, bis er gegen den flanschförnigen Anschlag 18 durch das Ausziehen der Spiralfeder 20 stößt. Durch diese Bewegung des Permanentmagneten bewegt sich der kugelförmige Ventilkörper zusammen mit dem Permanentmagneten und sehließt den Ventilsitz 4, was in Fig. 4b als Arbeitsstellung dargestellt ist. In dieser Arbeitsstellung verharrt der Ventilkörper 5 auf dem Ventilsitz 4 durch die Magnetkraft des Permanentmagneten 17 selbst dann, wenn die elektrische Stromversorgung für den Magneten 16 unterbrochen ist.

Wenn diese Fluidabsperreinrichtung in ihre Ruhestellung zurückgesetzt werden soll, wird der Permanentmagnet 17 von Hand in Richtung nach links entgegen der Wirkung der Spiralfeder 17 verschoben, bis sich der Magnet 17 in unmittelbarer Nähe des Magneten 19 befindet (siehe Fig. 4c). Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Ventilkörper 5 in derselben Richtung nach links bewegt, da er von dem Permanentmagneten magnetisch angezogen wird. Wenn man dann anschließend die den Permanentmagneten haltende Hand wegnimmt, wird der Magnet 17 in Richtung nach rechts durch die Kraft der Feder 20 bewegt und gleichzeitig bewegt sich das zylindrische Kernelement 14 in derselben Richtung, da es mittels der Magnetkraft des Permanentmagneten angezogen wird. In dieser Stellung, in der das rechts liegende Ende des Kernelements 14 auf den ringförmigen Flansch 15a in der Ventilkammer trifft, ist das Kernelement an einer Bewegung in Richtung nach rechts gehindert, und der ringförmige Permanentmagnet 17 kommt zur Ruhe, da die magnetische Anzugskraft zwischen dem Magneten 17 und dem Kernelement 14 im Gleichgewicht mit der Federkraft der Spiralfeder 17 steht.

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Nachstehend wird nunmehr die fünfte Ausführungsform nach der Erfindung in Verbindung mix den Fig. 5a bis 5e erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei der zuvor angegebenen Ausführungsform bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist ein ortsfestes zylindrisches Kernelement 21 in einer Ventilkamm er j? vorgesehen. Dieses Kerneleuient 21 wird von einem Magneten 16 umgeben, der an dem Außenumfang des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Ebenfalls ist am Außenumfang des Gehäuses 1 um den Ventilsitz 4 ein ringförmiger Permanentmagnet 17 vorgesehen, der in Richtung nach rechts durch eine Druckfeder in Form einer Spiralfeder 20 gedrückt wird. In der in Fig.5a gezeigten Ruhestellung wird der Permanentmagnet 17 gegen einen Mikroschal ter 22 durch eine als Druckfeder dienende Spiralfeder 20 gedrückt. Der Mikroschalter liegt seinerseits gegen einen Flanschanschlag 18 an. Dieser Mikroschalter 22 dient zur Rücksetzung eines Detektors, dessen Bauart zuvor bereits näher angegeben worden ist. Dieser Detektor legt einen elektrischen Strom an den Magneten 16 an. Der Mikroschalter 22 in Fig. 5a ist bereits zurückgesetzt worden, um den Stromkreis des Detektors in dieser Ruhestellung zu öffnen.

Die Fluidabsperreinrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung basiert auf der Tatsache, daß ein bewegliches Metallstück nicht so leicht von dem stationären Metallelement gelöst und nicht zu dem Permanentmagneten selbst dann angezogen wird, wenn sich der Magnet dem beweglichen Magnetstück weitgehend bis auf einen relativ kleinen Abstand annähert, wenn ein bewegliches metallisches Magnetstück, wie ein kugelförmiger Ventilkörper 5 in Fig. 4, in Berührung mit einem ortsfesten Metallelement ist. Wenn das bewegliche Metallstück von dem Metallelement aus irgendwelchen Gründen aus der zuvor angegebenen Stellung gelöst wird, in der es sich sehr nahe dem Magneten angenähert hat, wird das Metallstück unmittelbar zu dem Magneten gezogen. Diese Tatsache läßt sich

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dadurch erklären, daß das Metallelement berührende bewegliche Metallstück mit der enxgegengesetzten Polarität des angenäherten Permantmagneten magnetisiert wird, so daß durch eine solche Magnetisierung des Metallstücks das bewegliche Metallstück das ortsfeste metallische Element festlegt.

Unter Berücksichtigung obiger Tatsache und unter Bezugnahme auf die in Fig. 5a gezeigte Einrichtung ist ein kugelförmiger Ventilkörper 5 aus Weicheisen in Berührung mit dem ortsfesten Kernelement 21 in der Ruhestellung.Da teLdieser Stellung der Abstand zwischen dem Ventilkörper 5 und dem Permanentmagneten 17 sehr klein ist, wird der Ventilkörper 5 mit der entgegengesetzten Polarität des Permanentmagneten 17 magnetisiert und magnetisch an dem Kernelement 21 festgehalten. Wenn ein Detekror (nicht gezeigt) der zuvor angegebenen Bauart ausgelöst wird, wird der Magnet 16 über eine elektrische Stromquelle und den Detektor mit einem elektrischen Strom versorgt, wobei das ortsfeste Kernelement 21 magnetisiert wird, so daß es einen relativ starken magnetischen Zustand hat. Wenn das Kernelement 21 mit derselben Polarität wie der kugelförmige Ventilkörper 15 an der dazwischen liegenden Kontaktstelle magnetisiert ist, wird eine i.bstoßkraft zwischen den beiden erzeugt, und der Ventilkörper 50 löst sich von dem ortsfesten Kernelement 21. Zu diesem Zeitpunkt wird der Ventilkörper von dem Permanentmagneten auf den Ventilsitz 4 gezogen, um den Fluidstrom zu sperren, wie dies In Fig. 5b gezeigt ist. Vorzugsweise ist der zur Versorgung des Magneten dienende elektrische Strom ein Gleichstrom, durch den das Kernelement 21 mit derselben Polarität wie der Ventilkörper der dazwischenliegenden Kontaktstelle magnetisiert wird. Jedoch kann auch Wechselstrom mit relativ niedriger Frequenz, wie 50 Hz oder 60 Hz, d.h. mit einem zur Hausversorgung üblichen Frequenzbereich, zum Betreiben der zuvor angegebenen Einrichtung verwendet werden.

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Wenn der Ventilkörper 5 einmal die Arbeitsstellung einnimmt» die in durchgezogenen Linien in Fig. 5b dargestellt ist, bleibt der Ventilkörper 5 auf dem Ventilsitz 4 durch die Magnetkraft des Permanentmagneten selbst dann, wenn der elektrische Strom zu dem Magneten unterbrochen wird.

Wenn die Einrichtung in ihre Ruhestellung zurückgestellt werden soll, wird der ringförmige Permanentmagnet 17 längs des Gehäuses 1 in Richtung auf den Magneten geschoben. Durch diese Verschiebebewegung in Form einer Gleitbewegung des Magneten 17 wird auch der Ventilkörper 5 in dieselbe Richtung durch die magnetische Anziehungskraft bewegt und kommt in Berührung mit dem ortsfesten Kernelement 21,wie dies in Fig. 5c gezeigt ist. Anschließend wird der Permanentmagnet 17 in Richtung nach rechts durch die Spiralfeder 20 bewegt, bis er den Mikroschalter 22 berührt. Zu dieser Zeit der Bewegung des Permanentmagneten 17 in Richtung auf den Mikroschalter 22 ist der Ventilkörper 5 in Berührung mit dem Kernelement 21 und kann von diesem aufgrund der durch den Permanentmagneten induzierten Magnetkraft nicht gelöst werden, wie dies vorher bereits erläutert wurde. Dann wird der ringförmige Permanentmagnet 17 von Hand gegen den Mikroschalter 22, der zur Rücksetzung dient, gedrückt, um den Schalter auszulösen und die elektrische Stromzufuhr zu dem Magneten zu unterbrechen, wobei diese Stellung in Fig. 5d gezeigt ist.

Der kugelförmige Ventilkörpor 5 bei dies?r in Fig. 5a bis 5e gezeigten Ausführungsform besteht aus einem magnetischen Werkstoff, wie Weicheisen, und wird durch magnetische Induktion von dem ringförmigen Permanentmagneten 17 magnetisiert. Dieser Ventilkörper 5 kann Jedoch auch als ein Permanentmagnet ausgebildet sein, der eine relativ schwache Magnetkraft hat. Hierbei braucht dann der ringförmige Permanentmagnet keine so starke Magnetkraft mehr zu haben, wie dies bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erforderlich

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Claims

Dr. F. üumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koanigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

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PATENTANSPRÜCHE

Fluidabsperreinrichtung mit einem Gehäuse aus einem nicht magnetischen Werkstoff, aas einen durch das Gehäuse gehenden Durchgang hat, der mit einer Fluidversorgungsleitung verbindbar ist, wobei das Gehäuse auch eine darin angeordnete Ventilkammer hat, die in Verbindung mit dem Durchgang steht und einen Ventilsitz zwischen dem Durchgang und der Ventilkainmer besitzt, mit ein?n Ventilkörper aus einem magnetischen Werkstoff, der in der Ventilkammer zwischen einer ersten, von dem Ventilsitz zur Öffnung des Durchgangs abgehobenen Stellung und einer zweiten, auf dem Ventilsitz zum Absperren des Durchgangs aufliegenden Stellung beweglich ist, und mit einem ringförmigen Permanentmagneten, der außerhalb des Gehäuses auf demselben gleitend beweglich angeordnet ist, gekennzeichnet durch

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eine elastische Federeinrichtung (10,20), die den Permanentmagneten (18,17) in Richtung auf den Umfang des Ventilsitzes (4) drückt, und eine Einrichtung, die den Ventilkörper (5) in der ersten Stellung hält, aber denselben in die zweite Stellung durch die Magnetkraft des Permanentmagneten unter einer vorbestimmten Bedingung bewegt.
2. Fluidabsperreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Permanentmagnet (8) im Grundzustand gegen einen ersten Anschlag (9) durch die elastische Federeinrichtung (10) gedrückt wird, der in der Nähe des Umfangs des Ventilsitzes (4) liegt, daß die Ventilkammer (6) einen darin befindlichen zweiten Anschlag (6) hat, der von dem Ventilsitz einen Abstand hat, der größer als die Abmessungen des Ventilkörpers (5) ist, daß die Halteeinrichtung ein Federelement (7) aufweist, die den Ventilkörper (5) gegen den zweiten Anschlag (6) drückt, wenn die Magnetkraft des Permanentmagneten (8) nicht so stark ist, daß sie den Ventilkörper auf den Ventilsitz entgegen der Wirkung des Federelements zieht, daß der Ventilkörper von dem zweiten Anschlag in Richtung auf den Ventilsitz entgegen der Federkraft des Federeleraents beweglich und auf den Ventilsitz durch die Magnetkraft des Permanentmagneten anziehbar ist, wenn ein Erdbeben mit einer vorbestimmten Stärke auftritt, und daß der Permanentmagnet von dem ersten Anschlag entgegen der elastischen Federeinrichtung zu einer Stelle wegbewegbar ist, in der keine Magnetkraft mehr auf ihn einwirkt, die ausreicht, um den Ventilkörper auf dem Ventilsitz zu halten, wobei der Ventilkörper durch das Federelement zu dem zweiten Anschlag bewegt wird.
3. Fluidabsperreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Permanentmagnet (8) im Grundzustand gegen einen ersten Anschlag (9) durch die

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elastische Federeinrichtung (10) gedrückt wird, der sich in der Nähe des Umfangs des Ventilsitzes (4) befindet, daß die Yentilkammer (3) einen zweiten daran befindlichen Anschlag (6) hat, der von dem Ventilsitz einen Abstand hat, der größer als die Abmessung des Ventilkörpers (5) ist, daß die Halteeinrichtung eine Ausnehmung (12) aufweist, die in der Ventilkammer ausgebildet ist und den Ventilkörper unter Berührung des zweiten Anschlags darin aufnimmt, wenn die Magnetkraft des Permanentmagneten (8) nicht so stark ist, daß der Ventilkörper auf den Ventilsitz aus der Ausnehmung gezogen wird, daß der Ventilkörper aus der Aussparung in Richtung auf den Ventilsitz bewegbar und auf den Ventilsitz durch die Magnetkraft des Permanentmagneten anziehbar ist, wenn ein Erdbeben mit einer vorbestimmten Stärke auftritt, und daß der Permanentmagnet von dem ersten Anschlag entgegen der elastischen Federeinrichtung (10,20) zu einer Stelle weg beweglich ist, in der keine magnetische Kraft mehr einwirkt, die ausreicht, den Ventilkörper auf dem Ventilsitz zu halten.
4. Fluidabsperrainrichtung nach Anspruch 2 oaer 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnet (13) an dem Außenumfang des Gehäuses (1) in der Nähe des Permanentmagneten (8) auf der gegenüberliegenden Seite der elastischen Federeinrichtung (10) vorgesehen ist, und daß der Magnet (13) über einen Detektor mit einer elektrischen Stromquelle verbindbar ist, die wahlweise einen elektrischen Stromkreis zur Versorgung des Magnetennit einem elektrischen Strom von der Strom-quelle schließt.
5. Fluidabsperreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnet (16) an dem Außenumfanp des Gehäuses (1) in der Nähe der elastischen Federeinrichtung (20) vorgesehen ist, daß ein zylindrisches Kernelement (14,21) aus einem magnetischen Vterkstoff an der In-

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nenseite der Ventilkammer (3) vorgesehen ist, die von dem Magneten umschlossen wird, wobei der ringförmige Permanentmagnet (17) in Richtung auf einen ersten Anschlag (18) durch die elastische Federeinrichtung gedrückt wird, daß der erste Anschlag außerhalb des Gehäuses in der Nähe des Umfangs des Ventilsitzes (4) vorgesehen ist, daß der Ventilkörper (5) zwischen dem Ventilsitz -and dem zylindrischen Kernelement \^rorge sehen ist und das Ende des Kernelements in einer Ruhestellung berührt, und daß der Ventilkörper von dem Kernelement gelöst ist, wenn dem Magneten ein elektrischer Strom zugeführt wird und der Ventilkörper zu dem Ventilsitz durch die Magnetkraft des Permanentmagneten bewegt wird.
6. Fluidabsperreinrxchtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Kernelement (14) in der Ventilkammer (3) von der Innenseite des Magneten (16) in Richtung auf den Ventilsitz (4) gloitend beweglich ist, bis es gegen einen zweiten Anschlag (15a) an der Ventilkammer anstößt, daß die Magnetkraft des Permanentmagneten (17), die Federkraft der elastischen Federeinrichtung und die elektromagnetische Kraft des Magneten (16) derart abgestimmt und bestimmt sind, daß das" Kernelement durch die magnetische Anzugskraft des Magneten über den Magneten hinaussteht, bis er gegen den zweiten Anschlag anstößt, wenn der Permanentmagnet von Hand in eine Richtung nahe zu dem Magneten entgegeu der elastischen Federeinrichtung und dann in die andere Richtung bewegt wird, wobei der Permanentmagnet entgegen der Federkraft der elastischen Federeinrichtung durch die magnetische Anzugskraft zwischen dem Magneten, dem Kernelement und dem Ventilkörper (5),der eine Ruhestellung in Berührung mit den Kernelement einnimmt, zum Stillstand kommt, und daß bei einer Stromversorgung des Magneten das Kernelement in dem Magneten angezogen und der Permanentmagnet durch die elastische

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Federeinrichtung bewegt wird, bis er gegen den ersten Anschlag (18) stößt, wobei der Ventilkörper ebenfalls zusammen mit dem Permanentmagneten bewegt wird und den Ventilsitz schließt.
7. Fluidabsperreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß da^e zylindrische Kernelement (21) in der Ventilkammer (3) ortsfest ist, daß der ringförmige Permanentmagnet (17) im Grundzustand am Umfang des Ventilsitzes (4) vorgesehen ist, daß der Ventilkörper (5) das Ende des Kernelements in einer Ruhestellung berührt und durch die magnetische Induktion von dam Permanentmagneten polarisiert wird, und daß der Magnet (16) derart ausgelegt ist, daß er mit einem elektrischen Strom versorgbar ist, der das Kernelement in derselben Polarität wie den Ventilkörper an der dazwischen liegenden Kontaktstelle polarisiert.
8. Fluidabsperreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Magneten (16) zugeführte elektrische Strom ein Gleichstrom ist.

9· Fluidabsperreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Mikroschalter (22) zwischen dem Permanentmagneten (17) und dem ersten Anschlag (18) vorgesehen ist, und daß der Mikroschalter mit dem Detektor zur Zurücksetzung desselben verbunden ist.

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