EP1923631A2 - Ventilvorrichtung zur Unterbrechung der Gaszufuhr einer Versorgungsleitung - Google Patents

Ventilvorrichtung zur Unterbrechung der Gaszufuhr einer Versorgungsleitung Download PDF

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EP1923631A2
EP1923631A2 EP07022285A EP07022285A EP1923631A2 EP 1923631 A2 EP1923631 A2 EP 1923631A2 EP 07022285 A EP07022285 A EP 07022285A EP 07022285 A EP07022285 A EP 07022285A EP 1923631 A2 EP1923631 A2 EP 1923631A2
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pressure regulator
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Michael Günther
Hans-Dieter Küpper
Andreas Mack
Josip Martis
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Buerkert Werke GmbH and Co KG
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    • F23N2235/12—Fuel valves
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Definitions

  • the invention relates to a valve device for interrupting the gas supply of a supply line.
  • Gas pressure regulators (optional with safety valve) are known. They are installed between the gas supply line and the end user for safety reasons. The function is to keep the gas pressure on the consumer side at different flow rates constant and to compensate for pressure fluctuations in the supply line. In addition, at too high inlet pressure, the gas supply is interrupted by the overpressure shutdown of the gas pressure regulator.
  • the object of the invention is to provide a valve device which allows a more flexible interruption of the gas supply.
  • a valve device for interrupting the gas supply of a supply line which is characterized in that it comprises a valve which is controllable by means of an external signal, in particular an electrical signal.
  • the invention is based on the finding that with a purely mechanically operating pressure regulator, the gas supply can be interrupted only in the presence of an overpressure in the gas supply line, wherein the limit value for the overpressure depends on the pressure regulator used.
  • the valve device according to the invention it is always possible to interrupt the gas supply when certain shutdown conditions are present.
  • the switch-off conditions can be set individually beforehand and possibly also changed.
  • the valve is connected to a bus.
  • the valve can be switched without additional power supply by the energy provided by the bus.
  • the valve is a bistable valve, in particular a bistable 3/2-way valve.
  • a bistable valve has the advantage that in the event of a power failure, the position of the valve remains unchanged.
  • the invention provides for this case, a pressure regulator inserted into the supply line, wherein the valve is connected to the pressure regulator.
  • the pressure regulator With the pressure regulator, the high energy consumption for closing the line can be accomplished by the existing overpressure shutdown of a gas pressure regulator is used.
  • the functionality according to the invention (locking in case of a determined need) is ensured by the externally controllable, connected to the pressure regulator valve.
  • the pressure regulator is equipped with a vacuum shut-off, which can be triggered by the valve device.
  • a first port (input) of the valve with a supply line a second port (working port) of the valve with a pressure control chamber of the pressure regulator and a third port (vent) of the valve with an output of the pressure regulator connect.
  • first switching state normal state
  • second connection and the third connection of the valve in a first switching state (normal state)
  • second switching state blocking state
  • the valve is a pilot valve for actuating the pneumatic valve, which may be coupled via a movable piston rod to a pressure regulator. At least the pneumatic valve can be integrated in the pressure regulator.
  • the pneumatic valve can also be mounted directly in the supply line and manage the interruption of the gas supply.
  • the interruption of the gas supply can be locked due to the externally controllable valve not only in the presence of an overpressure, but also due to other circumstances.
  • the external signal can be provided by a sensor, in particular a gas or smoke sensor.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the valve device according to the invention.
  • the device comprises a pressure regulator 18 inserted into a gas supply line and a switching valve connected to the pressure regulator 18 in the form of a bistable 3/2-way valve 17.
  • the control of the valve 17 via an electronic system via an electronic system.
  • the electronics can be divided into a control unit and a valve electronics connected to it via a bus.
  • the valve electronics are able to store this energy.
  • the valve electronics switch the valve 17 using the previously stored energy. Apart from the supply via the bus, no additional energy supply is required for this purpose.
  • the pressure regulator 18 used in the embodiment according to FIG. 1 has an inlet 4 connected to the gas inlet, an outlet 5, a valve seal 6, a valve seat 7, a bypass 8, a spindle 9, a pressure regulating chamber 10, a plate 11 and a spring 12 on.
  • a pressure regulator of a different design can also be used.
  • the gas supply line is further connected to the first port 1 (input) of the 3/2-way valve 17.
  • the pressure control chamber 10 of the pressure regulator 18 is connected to the second port 2 (working port) of the valve 17.
  • the output 5 of the pressure regulator 18 is connected to the third port 3 (venting) of the 3/2-way valve 17.
  • the ports 2 and 3 are connected through in the 3/2-way valve 17 (first stable state).
  • the bypass 8 between the output 5 and pressure control chamber 10 of the pressure regulator 18 is closed.
  • the device according to the invention fulfills no special function in this state and acts like a conventional pressure regulator inserted into the gas supply line.
  • the switching back of the 3/2-way valve 17 is carried out in the same manner, d. H. again in response to an external signal and with the help of the energy removed from the bus. This is possible because it is a bistable valve. After switching back, the pressure regulator 18 is again in the normal state.
  • the pressure control chamber 10 of the pressure regulator 18 can be vented via the bistable 3/2-way valve 17 to lower the plate 11 by the force of the spring 12 and release the valve seat 7. At the same time, the bypass 8 is closed.
  • FIG. 1 A second embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the valve device here comprises a pneumatic valve 15, a pilot valve 17 and a pressure regulator 18, which is constructed similar to the first embodiment described above.
  • the pneumatic valve 15 is coupled via a movable piston rod 16 with seal holder 14 to the input 4 of the pressure regulator 18. At least the pneumatic valve 15 may be partially or completely integrated into the pressure regulator 18.
  • the electronic control of the valve device is carried out as in the first embodiment.
  • Switched here is the pilot valve 17, which is bistable 3/2-way valve is formed.
  • the energy for the switching process is taken from the bus, without the need for an additional power supply.
  • the pneumatic valve 15 In the normal state, the pneumatic valve 15 is opened, so that the gas flow to the consumer is not interrupted. By switching the pilot valve 17, the supply pressure, which is present at the input 4 of the pressure regulator 18, is applied to the pneumatic valve 15. By actuating the pneumatic valve 15, the gas supply to the consumer is then interrupted in the pressure regulator 18.
  • the maximum stroke of the pneumatic valve 15 must be so large in the open state (normal state) that the flow in the pressure regulator 18 is not or only slightly affected.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the invention, which is very similar to the previously described second embodiment, but in which no pressure regulator is used.
  • the device with the pilot valve 17 and the pneumatic valve 15 is attached directly to the supply line. After switching the pilot valve 17, the pneumatic valve 15 itself provides for the interruption of the gas supply.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment based on the first embodiment.
  • the gas pressure regulator 18 is constructed here somewhat differently and additionally equipped with a vacuum shut-off. In the case of a pressure drop in the consumer line, which occurs, for example, in the event of a leak (line break, accidentally open consumption point, etc.), the pressure regulator 18 automatically shuts off the gas supply.
  • bistable valve 17 of the valve device is controllable by means of an external signal. In the event of a power failure, the position of the bistable valve 17 remains unchanged.
  • valve 17 can also be switched as a result of an external signal of a sensor, in particular a gas or smoke sensor.

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Abstract

Eine Ventilvorrichtung zur Unterbrechung der Gaszufuhr einer Versorgungsleitung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung ein Ventil (17) umfasst, das mittel eines externen Signals, insbesondere eines elektrischen Signals, steuerbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung zur Unterbrechung der Gaszufuhr einer Versorgungsleitung.
  • Gasdruckregler (optional mit Sicherheitsventil) sind bekannt. Sie werden zwischen Gasversorgungsleitung und Endverbraucher aus Sicherheitsgründen installiert. Die Funktion besteht darin, den Gasdruck auf der Endverbraucherseite bei unterschiedlichen Durchflüssen konstant zu halten und Druckschwankungen in der Versorgungsleitung auszugleichen. Außerdem wird bei zu hohem Eingangsdruck die Gaszufuhr durch die Überdruckabschaltung des Gasdruckreglers unterbrochen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilvorrichtung zu schaffen, die eine flexiblere Unterbrechung der Gaszufuhr ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Ventilvorrichtung zur Unterbrechung der Gaszufuhr einer Versorgungsleitung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Ventil umfasst, das mittel eines externen Signals, insbesondere eines elektrischen Signals, steuerbar ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass mit einem rein mechanisch arbeitenden Druckregler die Gaszufuhr nur bei Vorliegen eines Überdrucks in der Gasversorgungsleitung unterbrochen werden kann, wobei der Grenzwert für den Überdruck vom verwendeten Druckregler abhängt. Mit der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung ist es dagegen jederzeit möglich, die Gaszufuhr zu unterbrechen, wenn bestimmte Abschaltbedingungen vorliegen. Die Abschaltbedingungen können vorher individuell festgelegt und ggf. auch geändert werden.
  • Gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Ventil an einen Bus angeschlossen. Das Ventil kann ohne zusätzliche Energieversorgung durch die vom Bus bereitgestellte Energie geschaltet werden.
  • Vorzugsweise ist das Ventil ein bistabiles Ventil, insbesondere ein bistabiles 3/2-Wege-Ventil. Die Verwendung eines bistabilen Ventils hat den Vorteil, daß bei einem Stromausfall die Position des Ventils unverändert bleibt.
  • Erfolgt die Unterbrechung der Gaszufuhr durch Absperrung einer Hauptzufuhrleitung ist hierfür in der Regel eine große Kraft notwendig. Deshalb sieht die Erfindung für diesen Fall einen in die Versorgungsleitung eingefügten Druckregler vor, wobei das Ventil an den Druckregler angeschlossen ist. Mit dem Druckregler kann der hohe Energieaufwand zum Schließen der Leitung bewerkstelligt werden, indem die vorhandene Überdruckabschaltung eines Gasdruckreglers genutzt wird. Die erfindungsgemäße Funktionalität (Sperren bei festgestelltem Bedarf) ist durch das extern steuerbare, an den Druckregler angeschlossene Ventil gewährleistet.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Druckregler mit einer Unterdruckabschaltung ausgestattet, die durch die Ventilvorrichtung ausgelöst werden kann.
  • Bei Verwendung eines Druckreglers ist es zweckmäßig, einen ersten Anschluss (Eingang) des Ventils mit einer Zuleitung der Versorgungsleitung, einen zweiten Anschluss (Arbeitsanschluss) des Ventils mit einer Druckregelkammer des Druckreglers und einen dritten Anschluss (Entlüftung) des Ventils mit einem Ausgang des Druckreglers zu verbinden.
  • In einem ersten Schaltzustand (Normalzustand) können dann der zweite - Anschluss und der dritte Anschluss des Ventils und in einem zweiten Schaltzustand (Sperrzustand) der erste Anschluss und der zweite Anschluss des Ventils verbunden werden.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, die Druckregelkammer des Druckreglers über das Ventil zu entlüften.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Ventil ein Vorsteuerventil zur Betätigung des Pneumatikventils, das über eine bewegliche Kolbenstange an einen Druckregler angekoppelt sein kann. Wenigstens das Pneumatikventil kann in den Druckregler integriert sein.
  • Das Pneumatikventil kann auch direkt in der Versorgungsleitung angebracht werden und dort die Unterbrechung der Gaszufuhr bewerkstelligen.
  • Die Unterbrechung der Gaszufuhr kann aufgrund des extern steuerbaren Ventils nicht nur bei Vorliegen eines Überdrucks, sondern auch aufgrund anderer Umstände gesperrt werden. Beispielsweise kann das externe Signal von einem Sensor, insbesondere einem Gas- oder Rauchsensor, bereitgestellt werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung;
    • Figur 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung;
    • Figur 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung; und
    • Figur 4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung.
  • In Figur 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung umfasst einen in eine Gasversorgungsleitung eingefügten Druckregler 18 und ein an den Druckregler 18 angeschlossenes Schaltventil in Form eines bistabilen 3/2-Wege-Ventils 17.
  • Die Steuerung des Ventils 17 erfolgt über eine Elektronik. Gemäß der Darstellung in Figur 1 kann die Elektronik in eine Kontrolleinheit und eine über einen Bus mit dieser verbundenen Ventilelektronik aufgeteilt werden. Die vom Bus zur Verfügung gestellte Leistung ist auf 12 V und 1,5 mA (= 18 mW) begrenzt. Die Ventilelektronik ist in der Lage, diese Energie zu speichern. In Reaktion auf ein zusätzliches, externes Steuersignal, das in der Regel von der Kontrolleinheit ausgegeben wird, schaltet die Ventilelektronik das Ventil 17 unter Verwendung der zuvor gespeicherten Energie. Außer der Versorgung über den Bus wird hierfür keine zusätzliche Energieversorgung benötigt.
  • Der bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 verwendete Druckregler 18 weist einen mit der Gaszuleitung verbundenen Eingang 4, einen Ausgang 5, eine Ventildichtung 6, einen Ventilsitz 7, einen Bypass 8, eine Spindel 9, eine Druckregelkammer 10, einen Teller 11 und eine Feder 12 auf. Generell kann aber auch ein Druckregler anderer Bauart eingesetzt werden.
  • Die Gaszuleitung ist ferner mit dem ersten Anschluss 1 (Eingang) des 3/2-Wege-Ventils 17 verbunden. Die Druckregelkammer 10 des Druckreglers 18 ist mit dem zweiten Anschluss 2 (Arbeitsanschluss) des Ventils 17 verbunden. Der Ausgang 5 des Druckreglers 18 ist mit dem dritten Anschluss 3 (Entlüftung) des 3/2-Wege-Ventils 17 verbunden.
  • Im Normalzustand sind im 3/2-Wege-Ventil 17 die Anschlüsse 2 und 3 durchverbunden (erster stabiler Zustand). Der Bypass 8 zwischen dem Ausgang 5 und Druckregelkammer 10 des Druckreglers 18 ist verschlossen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt in diesem Zustand keine besondere Funktion und wirkt wie ein herkömmlicher, in die Gasversorgungsleitung eingefügter Druckregler.
  • Wird das 3/2-Wege-Ventil 17 nun infolge eines externen Signals geschaltet (zweiter stabiler Zustand), so verbindet es die Anschlüsse 2 und 1. Damit wird der Versorgungsdruck in die Druckregelkammer 10 des Druckreglers 18 aufgeschaltet. Folglich wird der Teller 11 des Druckreglers 18 gegen die Feder 12 angehoben und schließt über die Spindel 9 den Ventilsitz 7. Dadurch ist die Gaszufuhr zum Verbraucher unterbrochen.
  • Das Rückschalten des 3/2-Wege-Ventils 17 erfolgt auf die gleiche Weise, d. h. wiederum in Reaktion auf ein externes Signal und mit Hilfe der aus dem Bus entnommenen Energie. Dies ist möglich, da es sich um ein bistabiles Ventil handelt. Nach dem Rückschalten befindet sich der Druckregler 18 wieder im Normalzustand.
  • Alternativ zu dieser Lösung kann die Druckregelkammer 10 des Druckreglers 18 über das bistabile 3/2-Wege-Ventil 17 entlüftet werden, um den Teller 11 durch die Kraft der Feder 12 abzusenken und den Ventilsitz 7 freizugeben. Gleichzeitig wird der Bypass 8 verschlossen.
  • Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 2 dargestellt. Die Ventilvorrichtung umfasst hier ein Pneumatikventil 15, ein Vorsteuerventil 17 und einen Druckregler 18, der ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform aufgebaut ist. Das Pneumatikventil 15 ist über eine bewegliche Kolbenstange 16 mit Dichtungshalter 14 an den Eingang 4 des Druckreglers 18 angekoppelt. Zumindest das Pneumatikventil 15 kann teilweise oder vollständig in den Druckregler 18 integriert sein.
  • Die elektronische Steuerung der Ventilvorrichtung erfolgt wie bei der ersten Ausführungsform. Geschaltet wird hier das Vorsteuerventil 17, das als bistabiles 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist. Die Energie für den Schaltvorgang wird dem Bus entnommen, ohne dass eine zusätzliche Spannungsversorgung nötig ist.
  • Im Normalzustand ist das Pneumatikventil 15 geöffnet, so dass der Gasstrom zum Verbraucher nicht unterbrochen ist. Durch Schalten des Vorsteuerventils 17 wird der Versorgungsdruck, der am Eingang 4 des Druckreglers 18 ansteht, auf das Pneumatikventil 15 gegeben. Durch die Betätigung des Pneumatikventils 15 wird dann im Druckregler 18 die Gaszufuhr zum Verbraucher unterbrochen.
  • Der maximale Hub des Pneumatikventils 15 muss im geöffneten Zustand (Normalzustand) so groß sein, dass der Durchfluss im Druckregler 18 gar nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt wird.
  • In Figur 3 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform sehr ähnlich ist, bei der jedoch kein Druckregler zum Einsatz kommt. Hier ist die Vorrichtung mit dem Vorsteuerventil 17 und dem Pneumatikventil 15 direkt an der Versorgungsleitung angebracht. Nach dem Schalten des Vorsteuerventils 17 sorgt das Pneumatikventil 15 selbst für die Unterbrechung der Gaszufuhr.
  • In Figur 4 ist eine vierte Ausführungsform dargestellt, die auf der ersten Ausführungsform basiert. Der Gasdruckregler 18 ist hier etwas anders aufgebaut und zusätzlich mit einer Unterdruckabschaltung ausgestattet. Bei einem Druckabfall in der Verbraucherleitung, der beispielsweise im Falle einer Leckage (Leitungsbruch, versehentlich offene Verbrauchsstelle u.ä.) auftritt, schaltet der Druckregler 18 die Gaszufuhr automatisch ab.
  • Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass das bistabile Ventil 17 der Ventilvorrichtung mittel eines externen Signals steuerbar ist. Bei einem Stromausfall bleibt die Position des bistabilen Ventils 17 unverändert.
  • Zur Erhöhung der Sicherheit für den Verbraucher kann das Ventil 17 auch infolge eines externen Signals eines Sensors, insbesondere eines Gas- oder Rauchsensors, geschaltet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1, 2, 3
    Ein/Ausgänge des bistabilen 312-Wege-Ventils
    4
    Eingang Druckregler
    5
    Ausgang Druckregler
    6
    Ventildichtung
    7
    Ventilsitz
    8
    Bypass
    9
    Spindel
    10
    Druckregelkammer
    11
    Teller
    12
    Feder
    14
    Dichtungshalter
    15
    Pneumatikventil
    16
    Kolbenstange
    17
    bistabiles 3/2-Wege-Ventil
    18
    Druckregler

Claims (16)

  1. Ventilvorrichtung zur Unterbrechung der Gaszufuhr einer Versorgungsleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung ein Ventil (17) umfasst, das mittel eines externen Signals, insbesondere eines elektrischen Signals, steuerbar ist.
  2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (17) an einen Bus angeschlossen ist.
  3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (17) ohne zusätzliche Energieversorgung durch die vom Bus bereitgestellte Energie geschaltet werden kann.
  4. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Energie zum Schalten des Ventil (17) aus einer Batterie oder einem Akkumulator bezogen wird.
  5. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (17) ein bistabiles Ventil ist, insbesondere ein bistabiles 3/2-Wege-Ventil.
  6. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen in die Versorgungsleitung eingefügten Druckregler (18), wobei das Ventil (17) an den Druckregler (18) angeschlossen ist.
  7. Ventilvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (18) mit einer Unterdruckabschaltung ausgestattet ist, die durch die Ventilvorrichtung ausgelöst werden kann.
  8. Ventilvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschluss (Eingang) (1) des Ventils (17) mit einer Zuleitung der Versorgungsleitung, ein zweiter Anschluss (Arbeitsanschluss) (2) des Ventils (17) mit einer Druckregelkammer (10) des Druckreglers (18) und ein dritter Anschluss (Entlüftung) (3) des Ventils (17) mit einem Ausgang (5) des Druckreglers (18) verbunden ist.
  9. Ventilvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schaltzustand der dritte Anschluss (Entlüftung) (3) und der zweite Anschluss (Arbeitsanschluss) (2) des Ventils (17) verbunden sind.
  10. Ventilvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schaltzustand der erste Anschluss (Eingang) (1) und der zweite Anschluss (Arbeitsanschluss) (2) des Ventils (17) verbunden sind.
  11. Ventilvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckregelkammer (10) des Druckreglers (18) über das Ventil (17) entlüftet werden kann.
  12. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (17) ein Vorsteuerventil zur Betätigung eines Pneumatikventils (15) ist.
  13. Ventilvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Pneumatikventil (15) über eine bewegliche Kolbenstange (16) an einen Druckregler (18) angekoppelt ist.
  14. Ventilvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Pneumatikventil (15) in den Druckregler (18) integriert ist.
  15. Ventilvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Pneumatikventil (15) direkt in der Versorgungsleitung angebracht ist und dort die Unterbrechung der Gaszufuhr bewerkstelligt.
  16. Ventilvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Signal von einem Sensor, insbesondere einem Gas- oder Rauchsensor bereitgestellt wird.
EP07022285.6A 2006-11-16 2007-11-16 Ventilvorrichtung zur Unterbrechung der Gaszufuhr einer Versorgungsleitung Not-in-force EP1923631B1 (de)

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DE (1) DE102007009288A1 (de)

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