Sicherheitseinrichtung für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweissgeräten Sicherheitseinrichtungen für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweissgeräten sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
Insbesondere sind solche bekannt mit Gasrückströmventil, Flammensperre und Druckentlastungsventil, welches zwischen Brenngasaus- lass und Flammensperre angeordnet ist, während das Gasrückströmventil einen in Strömungsrichtung vor der Flammensperre angeordneten Ventilkörper besitzt, der zwischen einem Rückstrom-Dichtsitz und einem Wider lager beweglich sowie im Ruhezustand an den Rück strom-Dichtsitz angedrückt ist.
Bei den meisten Aus- führungsformen solcher Sicherheitseinrichtungen ist der Ventilkörper als biegeelastischer Ventilteller ausgebil det und in Strömungsrichtung hinter dem Rückstrom Dichtsitz angeordnet. Das bedeutet, dass bei geöffneter Sicherheitseinrichtung stets der Ventilteller von dem Brenngas beaufschlagt und umströmt wird. Unter Be rücksichtigung der Tatsache, dass solche biegeelasti sche Ventilteller in der Regel aus Silikon bestehen, sammelt sich auf Grund elektrostatischer Wirkung auf dem Ventilteller allmählich Staub an, der sich festsetzt und schliesslich zur Verschlechterung der Dichtwirkung führt.
Ferner ist festzustellen, dass bei Sicherheitseinrich tungen der beschriebenen Ausführungsform bisher ver- hältnismässig grosse Rückstrom-Dichtsitze verwirklicht werden müssen, die darüber hinaus verhältnismässig scharfkantig ausgebildet sind, so dass in Ruhestellung oder bei Rückschlagexplosion der gegen den Rück strom-Dichtsitz gepresste Ventilteller auf die Dauer Be schädigungen unterliegt, was zu erheblicher Verkürzung der Standzeit der gesamten Sicherheitseinrichtung führt,
ausserdem bei Verletzung des Ventiltellers auch die Funktionssicherheit der Sicherheitseinrichtung ver schlechtert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweissgeräten zu schaffen, deren Gas- rückströmventil eine grosse Unempfindlichkeit, hohe Funktionssicherheit und lange Lebensdauer aufweist.
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweissgerä- ten mit Gasrückströmventil, Flammensperre und Druckentlastungsventil, welches zwischen Brenn- gasauslass und Flammensperre angeordnet ist, wäh rend das Gasrückströmventil einen in Strömungs richtung vor der Flammensperre angeordneten Ven tilkörper besitzt,
der zwischen einem Rückstrom- Dichtsitz und einem Widerlager beweglich sowie im Ruhezustand an den Rückstrom-Dichtsitz angedrückt ist.
Die Erfindung besteht darin, dass der Ventilkörper als Ventilkolben ausgeführt und dieser Kolben mit um- fangsseitiger Abdichtung im Ventilgehäuse geführt ist sowie einen Durchgangskanal für das Brenngas besitzt, der von einer mit dem Rückstrom-Dichtsitz zusammen wirkenden Dichtschulter umgeben ist, und dass ferner der Rückstrom-Dichtsitz als in Strömungsrichtung be weglicher Ventilteller ausgeführt ist.
Diese Massnahme der Erfindung hat zur Folge, dass der in Strömungs richtung hinter dem Ventilteller liegende Ventilkolben von dem Brenngas nicht beaufschlagt, sondern durch strömt wird, was in strömungstechnischer Hinsicht zu verbesserten Verhältnissen führt. Darüber hinaus kann sich kein Staub an dem Ventilkolben ablagern.
Nach bevorzugter Ausführungsform kann die Aus bildung so erfolgen, dass der Ventilkolben an eine ihn als Abdichtung umgebenden Membrane angeschlossen und diese Membrane mit einem Randwulst in die Wandung des Ventilgehäuses eingesetzt ist. Die Mem brane ist so ausgeführt, dass eine einwandfreie Befe stigung auf Grund der in dem Randwulst vorhandenen Eigenspannungen verwirklicht wird.
Im übrigen ist eine Konstruktion verwirklicht, bei der möglicherweise in dem Brenngas mitgeführter Staub entweder durch den Durchgangskanal in dem Ventilkolben hindurch- und abgeführt wird, oder aber sich auf der Membrane ab lagern kann, was unbeachtlich ist, da die Membrane dadurch in ihrer Bewegungsfreiheit nicht beeinträchtigt wird. Jedenfalls bleiben der Rückstrom-Dichtsitz sowie die Dichtschulter stets in sauberem Zustand. Ferner kann der Ventilkolben eine in dem Widerlager gleitende Führungsbüchse besitzen und in dieser Führungsbüchse eine den Ventilkolben mit der Dichtschulter gegen den Ventilteller andrückende Druckfeder unterg-bracht sein.
Die Druckfeder selbst kann sich ausser in dem V--ntil- kolben an der Flammensperre abstützen. Zweckmässig kann der Ventilkolben an seinem dem Ventilteller zu geordneten Ende eine Führungsbohrung zur Aufnahme eines Zylinders besitzen, in dem der Vantlteller glei ten kann. Vorzugsweise kann die Führungsbüchse und die Führungsbohrung des Ventilkolbzns seitlich Durch gangsöffnungen zum Hindurchströmen des Brenngases bei in Offen-Stellung befindlichem Ventilkolben besit zen.
Als zusätzliche Sicherheitsmassnahme kann aus- serdem die Führungsbohrung endseitig von einem Flansch umgeben sein, dessen Stirnflächen bei in Sperr stellung befindlichem Ventilkolben Strömungskanäle ei nes in Strömungsrichtung vorgeordnct n Einlassv-zntiles abdecken. In Sperr-Stellung werden also mittels des Ventilkolbens nicht nur das Gasüberströmventil, son dern auch die Strömungskanäle des vorgeordneten Ein- lassventils geschlossen.
Weiter kann bei d--r Ausbadung so vorgegangen werden, dass in dem Ventilteller eine Dichtungsscheibe, z. B. Silikonscheibc, für die damit zu sammenwirkende Dichtschulter des Ventilkolbens eing--- bettet ist.
Auch der Rückstrom-Dichtsitz als Ventilteller kann gegen eine Druckfeder in dem Zylinder bei angrei fendem Ventilkolben beweglich sein. woraus sich der besondere Vorteil ergibt, dass der in StrÖrnUng3rich- tung vor dem Ventilkolben liegende Ventilteller mit besonderem Vorteil an das Einlassventil ang--schlossen werden kann und dazu dzr Ventilteller einen in einem Hülsenfortsatz des Zylinders mit Verriegelung-kugeln axial beweglichen Bolzen trägt,
dessen Wulst die Ver- riegelungskugeln radial nach aussen in eine Ausneh- mung des Einlassventilkolbens drückt, so dass dadurch das Einlassventil verriegelt ist.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass bei der erfindungs- gemässen Sicherheitseinrichtung strömungstechnisch ein wandfreie Verhältnisse verwirklicht werden und das Brenngas nicht länger solche Ventilteile beaufschlagt, die auf Grund elektrostatischer Wirkung Staub anziehen. Dadurch wird eine Sicherheitse=nrichtung v; rwirklicht, bei welcher sich das Gasrück@trömventil durch geringe Empfindlichkeit sowie hohe Funktionssicherheit und lange Lebensdauer auszeichnet.
Tatsächlich wird eine Verletzung sowohl des Ventiltellers bzw. Rückstrom- Dichtsitzes als auch des Ventilkolbens bzw. der Dicht schulter sowie deren Verschmutzung mit Sicherheit ver mieden. Das führt zu besonders grossen Standzeiten bei der erfindungsgemässen Sicherheitseinrichtung, die selbst beim Auftreten grösster Verschlusskräfte bzw. Anpress- drücke zwischen dem Rückstrom-Dichtsitz und der Dichtschulter des Ventilkolbens unbeschädigt bleibt.
Durch die Beweglichkeit sowohl des Ventilkolbens als auch des Ventiltellers bzw. Rückstrom-Dichtsitzes wird eine Sicherheitseinrichtung verwirklicht, die schon bei geringsten Anfangs- und Rückdrücken anspricht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer le diglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Sicherheits einrichtung in Ruhestellung, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 in Brenngas durchströmtem Zustand,
und Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1 im Zustand einer Brenngasrückströmung. Die in den Figuren dargestellte Sicherheitseinrich tung 1 findet für Brenngasleitungen von Schneid- oder Schweissgeräten Verwendung und ist mit einem Gas- rückströmventil 2, einer Flammensp--rre 3 und einem Überdruckventil 4 ausgerüstet, das zwischen Brenngas- auslass 5 und Flammensperre 3 ang1.ordnet ist.
Das Gas rückströmvantil 2 besitzt einen in Strömungsrichtung vor der Flammensp-rre 3 angeordneten Ventilkörpzr, dir zwischen einem Rückstrom-Dichtsitz 7 und einem Widerlager 8 beweglich sowie im Ruhezustand an den Rückstrom-Dichtsitz 7 angedrückt ist. Diesen Zustand zeigt Fig. 1. Der Ventilkörper ist als Ventilkolben 6 ausgeführt und dieser Kolben 6 m't umfangsseitiger Ab dichtung im Ventilgehäuse 9 geführt.
Weiter besitzt dar Ventilkolben 6 einen Durchgangskanal 10 für das Brenngas, der von einer mit dem Rückstrom-Dicht@itz 7 zu3ammenwirkenden Dichtschulter 11 umgeben ist, wobei ferner der Rückstrom-Dichtsitz 7 als in Strö mungsrichtung beweglicher Ventilteller 12 au gefiihrt ist. Der Ventilkelben 6 ist an eine ihn als Abdichtung umgebene Membrane 13 ang--schlossen, während diese Membrane 13 mit einem Randwuht 14 in die Wandung dm Ventilgehäuses 9 eingesetzt ist und dort unter Ei genspannung sichere Abdichtung gewährleistet.
Die Membrane 13 wird, wie das di : Fig. 3 deutlich zeigt, selbst bei Brenngafrückströmung kaum auf Biegung be ansprucht, liegt vielmehr gerade bei in Sperr-Stellung befindlichen Ventilkolben 6 =m wesentlichen orthogonal zur Strömungsrichtung orientiert, eben in dem Ventil gehäuse 9. Der Ventilkolben 6 b -sitzt eine in dem Wi- d rlager 8 gleitende Führungsbüchse 15.
In dieser Füh rungsbüchse 15 ist eine den Ventilkolben 6 mit der Dichtschulter 11 gegen den Ventilteller 12 andrücken de Druckfeder 16 untergebracht, die ausserdem in einer besonderen konisch verlaufenden Ausnehmung 17 eines Druckstückes 18 für die Flammensperre 3 abgestützt ist. Der Ventilkolben 6 besitzt an seinem dem Ventilteller 12 zugeordneten Ende eine Führungsbohrung 19 zur Aufnahme eines Zylinders 20, in dem der Ventilteller 12 gleitet.
Die Führungsbüchse 15 und die Führungs bohrung 19 des Ventilkolbens 6 weisen seitliche Durch gangsöffnungen 21 zum Hindurchströmen des Brennga- ses bei in Offen-Stellung befindlichem Ventilkolben 6 auf, so dass bei in der Ausnehmung 17 des Druck stückes 18 für die Flammenspsrre 3 aufsitz-ander Füh rungsbüchse 15 stets einwandfreie Duschströmung ge währleistet ist.
Die Führungsbohrung 19 ist endseitig von einem Flansch 22 umgeben, dessen Stirnflächen 23 bei in Sperr-Stellung, nach Fig. 3, befindlichen Ventil kolben 6 Strömungskanäle 24 eines in Strömungsrich tung vorgeordneten Einlassventils 25 abdecken. In dem Ventilteller 12 ist eine Dichtungsscheibe 26, z. B. Sili- konscheibe, für die damit zusammenwirkende Dicht schulter 11 des Ventilkolbens 6 eingebettet. Der Rück strom-Dichtsitz 7 ist als Ventilteller gegen eine Druck feder 27 in dem Zylinder 20 bei angreifendem Ventil kolben 6 beweglich.
Dadurch besteht die Möglichkeit, den in Strömungsrichtung vor dem Ventilkolben 6 lie genden Ventilteller 12 an das Einlassventil 25 anzu- schliessen. Dazu trägt der Ventilteller 12 in an sich bekannter Weise einen in einem Hülsenfortsatz 28 des Zylinders 20 mit Verriegelungskugeln axial beweglichen Bolzen 30,
dessen Wulst 31 die Verriegelungskugeln 29 radial nach aussen in eine Ausnehmung 32 des Einlass- ventilkolbens 33 drückt und dadurch das Einlassvent'l 25 in geöffnetem Zustand hält.
So kann bei verstärktem Rückdruck der Ventilkolben 6 mit seiner Dichtschulter 11 im Angriff auf den Ventilteller 12 diesen gegen den Druck der Feder 27 anheben und durch Ausweichen der Wulst 31 den Kugeln 29 den Weg an den verjüng ten Schaft des Bolzens 30 freigeben, wobei der Einlass- ventilkolben 33 durch die Kraft der Feder 34 in Strö mungsrichtung bewegt und mit der Dichtung 35 auf den Dichtsitz 36 des Einlassvontils 25 gedrückt wird und dadurch das Nachströmen weiteren Gases verhin dert.
Safety device for fuel gas lines of cutting or welding devices Safety devices for fuel gas lines of cutting or welding devices are known in various embodiments.
In particular, those are known with a gas return valve, flame barrier and pressure relief valve, which is arranged between the fuel gas outlet and flame barrier, while the gas return valve has a valve body arranged in the direction of flow in front of the flame barrier, which is movable between a backflow sealing seat and an abutment and is at rest on the Back flow sealing seat is pressed.
In most embodiments of such safety devices, the valve body is designed as a flexurally elastic valve disk and is arranged downstream of the backflow sealing seat in the direction of flow. This means that when the safety device is open, the fuel gas always acts on and flows around the valve disk. Taking into account the fact that such flexurally elastic valve disks are usually made of silicone, dust gradually accumulates on the valve disk due to the electrostatic effect, which adheres and ultimately leads to a deterioration in the sealing effect.
Furthermore, it should be noted that in the case of safety devices of the embodiment described, relatively large backflow sealing seats have to be implemented so far, which are also relatively sharp-edged, so that in the rest position or in the event of a kickback explosion the valve disk pressed against the backflow sealing seat in the long run Be subject to damage, which leads to a considerable reduction in the service life of the entire safety device,
In addition, if the valve disk is damaged, the functional reliability of the safety device also deteriorates.
The invention is based on the object of creating a safety device for fuel gas lines of cutting or welding devices, the gas backflow valve of which is highly insensitive, highly functional and has a long service life.
The invention relates to a safety device for fuel gas lines of cutting or welding devices with a gas return valve, flame barrier and pressure relief valve, which is arranged between the fuel gas outlet and the flame barrier, while the gas return valve has a valve body arranged in the flow direction upstream of the flame barrier,
which is movable between a backflow sealing seat and an abutment and is pressed against the backflow sealing seat in the idle state.
The invention consists in that the valve body is designed as a valve piston and this piston is guided with a circumferential seal in the valve housing and has a passage for the fuel gas, which is surrounded by a sealing shoulder that interacts with the backflow sealing seat, and the backflow -The sealing seat is designed as a valve disc which can be moved in the direction of flow.
This measure of the invention has the consequence that the valve piston located behind the valve disk in the flow direction is not acted upon by the fuel gas, but rather flows through, which leads to improved conditions in terms of flow technology. In addition, no dust can be deposited on the valve piston.
According to a preferred embodiment, the training can take place in such a way that the valve piston is connected to a membrane surrounding it as a seal and this membrane is inserted with a bead into the wall of the valve housing. The membrane is designed in such a way that proper fastening is achieved due to the internal stresses present in the edge bead.
In addition, a construction is realized in which dust possibly entrained in the fuel gas is either passed through the passage in the valve piston and discharged, or can be deposited on the membrane, which is irrelevant because the membrane does not move freely is affected. In any case, the backflow sealing seat and the sealing shoulder always remain in a clean condition. Furthermore, the valve piston can have a guide bush sliding in the abutment and a compression spring pressing the valve piston with the sealing shoulder against the valve plate can be accommodated in this guide bush.
The compression spring itself can be supported on the flame arrester in addition to the valve piston. The valve piston can expediently have a guide bore for receiving a cylinder in which the Vantlteller can slide on its end assigned to the valve disk. Preferably, the guide bushing and the guide bore of the valve piston can laterally have through openings for the fuel gas to flow through when the valve piston is in the open position.
As an additional safety measure, the guide bore can also be surrounded at the end by a flange, the end faces of which cover flow channels of an inlet valve when the valve piston is in the blocking position. In the blocking position, the valve piston not only closes the gas overflow valve, but also the flow channels of the upstream inlet valve.
In addition, a procedure can be followed in the case of bathing in such a way that a sealing washer, e.g. B. silicon washer, for the sealing shoulder of the valve piston that interacts with it, is embedded.
The backflow sealing seat as a valve disk can also be movable against a compression spring in the cylinder when the valve piston is attacking. This has the particular advantage that the valve disk located in front of the valve piston in the direction of flow can be connected to the inlet valve with particular advantage and for this purpose the valve disk carries a bolt that is axially movable in a sleeve extension of the cylinder with locking balls,
the bead of which presses the locking balls radially outwards into a recess in the inlet valve piston, so that the inlet valve is thereby locked.
The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that, with the safety device according to the invention, perfect flow conditions are achieved and the fuel gas no longer acts on valve parts that attract dust due to electrostatic effects. This creates a safety device v; rreally, in which the gas return valve is characterized by low sensitivity, high functional reliability and a long service life.
Indeed, an injury to both the valve disk or backflow sealing seat and the valve piston or the sealing shoulder and their contamination is avoided with certainty. This leads to particularly long service lives for the safety device according to the invention, which remains undamaged even when the greatest closing forces or contact pressures occur between the backflow sealing seat and the sealing shoulder of the valve piston.
As a result of the mobility of both the valve piston and the valve plate or backflow sealing seat, a safety device is implemented that responds even to the slightest initial and back pressures.
In the following the invention is explained in more detail using a le diglich drawing illustrating an embodiment; 1 shows a vertical section through a safety device in the rest position, FIG. 2 shows a vertical section through the object according to FIG. 1 in the state in which fuel gas has flowed through it,
and FIG. 3 shows a vertical section through the object according to FIG. 1 in the state of a fuel gas return flow. The safety device 1 shown in the figures is used for fuel gas lines of cutting or welding devices and is equipped with a gas backflow valve 2, a flame arrester 3 and a pressure relief valve 4 which is arranged between the fuel gas outlet 5 and the flame arrester 3 is.
The gas Rückströmvantil 2 has a valve body arranged upstream of the flame trap 3 in the flow direction, which is movable between a backflow sealing seat 7 and an abutment 8 and is pressed against the backflow sealing seat 7 in the idle state. This state is shown in FIG. 1. The valve body is designed as a valve piston 6 and this piston 6 with a circumferential seal in the valve housing 9 is performed.
Furthermore, the valve piston 6 has a passage 10 for the fuel gas, which is surrounded by a sealing shoulder 11 that interacts with the backflow seal 7, the backflow sealing seat 7 also being designed as a valve disk 12 movable in the direction of flow. The valve piston 6 is connected to a membrane 13 surrounding it as a seal, while this membrane 13 is inserted with an edge 14 into the wall of the valve housing 9 and ensures a secure seal there under internal tension.
The diaphragm 13 is, as the di: Fig. 3 clearly shows, hardly be stressed on bending even with fuel gas return flow, rather lies precisely when the valve piston 6 = m is in the blocking position, essentially oriented orthogonally to the flow direction, precisely in the valve housing 9. The valve piston 6 b -sits a guide bush 15 sliding in the abutment 8.
In this Füh approximately bushing 15 is the valve piston 6 with the sealing shoulder 11 against the valve head 12 pressing de compression spring 16 is housed, which is also supported in a special conical recess 17 of a pressure piece 18 for the flame arrester 3. The valve piston 6 has, at its end assigned to the valve disk 12, a guide bore 19 for receiving a cylinder 20 in which the valve disk 12 slides.
The guide bushing 15 and the guide bore 19 of the valve piston 6 have lateral through-openings 21 for the flow of the fuel gas through when the valve piston 6 is in the open position, so that when the valve piston 6 is in the recess 17 of the pressure piece 18 for the flame barrier 3 sit on the other Guide bushing 15 always ensures proper shower flow.
The guide bore 19 is surrounded at the end by a flange 22, the end faces 23 of which cover 6 flow channels 24 of an inlet valve 25 arranged upstream in the flow direction when the valve piston is in the blocking position according to FIG. 3. In the valve disk 12 is a sealing washer 26, for. B. silicone washer, for the cooperating sealing shoulder 11 of the valve piston 6 embedded. The backflow-sealing seat 7 is movable as a valve plate against a pressure spring 27 in the cylinder 20 piston 6 when attacking the valve.
This makes it possible to connect the valve disk 12, which is located upstream of the valve piston 6 in the flow direction, to the inlet valve 25. For this purpose, the valve disk 12 carries in a manner known per se a bolt 30 which is axially movable in a sleeve extension 28 of the cylinder 20 with locking balls,
whose bead 31 presses the locking balls 29 radially outwards into a recess 32 of the inlet valve piston 33 and thereby holds the inlet valve 25 in the open state.
Thus, with increased back pressure, the valve piston 6 with its sealing shoulder 11 in attack on the valve disk 12 can raise it against the pressure of the spring 27 and by evading the bead 31, the balls 29 release the path to the tapered shaft of the bolt 30, whereby the inlet - The valve piston 33 is moved by the force of the spring 34 in the direction of flow and is pressed with the seal 35 onto the sealing seat 36 of the inlet valve 25, thereby preventing further gas from flowing in.