DE8916131U1

DE8916131U1 - Device for shutting off lines from temperature-sensitive media, in particular gas lines

Info

Publication number: DE8916131U1
Application number: DE8916131U
Authority: DE
Original assignee: ELEKTRO GAS ARMATUREN
Current assignee: ELEKTRO GAS ARMATUREN
Priority date: 1989-05-17
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 1999-05-18

Description

"Vorrichtung zum Absperren von Leitungen von temperaturempfindlichen Medien, insbesondere von Gasleitungen" "Device for shutting off pipes carrying temperature -sensitive media, in particular gas pipes"

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Absperren von Leitungen von temperaturempfindlichen Medien gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 2. Die jeweiligen im
Oberbegriff aufgeführten Merkmale sind aus der GB-A-1 068 654 bekannt.The invention relates to a device for shutting off lines of temperature-sensitive media according to the preamble of claim 1 or 2. The respective
The features listed in the generic term are known from GB-A-1 068 654.

Es gibt eine Reihe von Einsatzgebieten, bei denen es wünschenswert ist, wenn bei Überschreiten einer bestimmten
Temperatur die jeweils betroffene Förderleitung sicher abgesperrt wird. Als Beispiel von vielen seien sogenannte
automatische Gas-Sicherheitsventile genannt, bei denen etwa durch einen entstandenen Brand es notwendig wird, diese Leitungen bei Überschreiten einer Temperatur von beispielsweise 70⁰C abzusperren, um ein Nachströmen von Gas zu verhindern, das entweder weiterbrennt oder sich dann entzünden könnte.There are a number of applications where it is desirable to have a safety system that
Temperature the respective affected conveyor line is safely shut off. One example of many is the so-called
Automatic gas safety valves are used, for example, to shut off the pipes when a fire occurs and the temperature exceeds 70 ^° C, to prevent gas from flowing in, which could either continue to burn or ignite.

Es ist auch bekannt, temperaturbeeinflußbare Sperrelemente vorzusehen, wobei auf das DE-U-78 08 549 oder US-A-3 862 641 oder DE-C-27 04 961 hingewiesen werden kann, die federbelastete Absperrelemente mit Weichlötung innerhalb
eines Ventilkörpers zeigen.It is also known to provide temperature-influenced locking elements, whereby reference can be made to DE-U-78 08 549 or US-A-3 862 641 or DE-C-27 04 961, which provide spring-loaded locking elements with soft soldering within
of a valve body.

Zum Stand der Technik sei auch noch zusätzlich auf die DE-A-31 26 214 bzw. US-4 457 372 hingewiesen, wobei insbesondere letztere einen sehr aufwendigen Steuerungsmechanismus eines entsprechenden Ventiles zeigt, während die DE-A-31 26 241 eine Lösung zeigt, bei der ein temperaturempfindlicher Sperrbolzen durch Vorspannung über Federkraft abgeschert wird und das Hahnküken in Schließstellung von dieser Feder verdreht wird. Das Verdrehen des Hahnkükens über eine Kulissenfläche bei Freigabe mittels eines Schmelzlotes zeigt beispielsweise das DE-U-81 20 374. Den Schließvorgang über eine wärmeempfindliche Bimetallfeder zu bewirken, zeigt das DE-U-86 22 317.With regard to the state of the art, reference should also be made to DE-A-31 26 214 and US-4 457 372, the latter in particular showing a very complex control mechanism for a corresponding valve, while DE-A-31 26 241 shows a solution in which a temperature-sensitive locking bolt is sheared off by pre-tensioning via spring force and the valve plug is rotated by this spring in the closed position. The rotation of the valve plug via a guide surface when released by means of a fusible link is shown, for example, in DE-U-81 20 374. The closing process is effected via a heat-sensitive bimetal spring is shown in DE-U-86 22 317.

Vermögen einige der bekannten Lösungen bereits zu befriedigenden Ergebnissen zu führen, so liegt ein Nachteil der bekannten Lösungen darin, daß Rotationsbewegungen im Falle des Schnellschlusses auch im Bereich der Dichtungen durchgeführt werden müssen, was nicht nur die Überwindung vergleichsweise hoher Dichtkräfte notwendig macht, sondern auch vergleichsweise langsam ist und zu Fehlfunktionen führen kann.Although some of the known solutions can already lead to satisfactory results, a disadvantage of the known solutions is that rotational movements must also be carried out in the area of the seals in the event of a quick closure, which not only makes it necessary to overcome comparatively high sealing forces, but is also comparatively slow and can lead to malfunctions.

Gattungsbildend beschreibt die GB-A-I 068 645 ein Absperrventil, das in einer Art T-Rohrstück einen mit einem Thermolot befestigten, von einer Druckfeder beaufschlagten Schließkolben aufweist, der bei Erreichung der Thermolot-GB-A-I 068 645 describes a shut-off valve that has a type of T-pipe piece with a closing piston attached to a thermo-solder and acted upon by a compression spring, which closes when the thermo-solder

Verbindung von der Druckfeder in Sperrstellung bewegt wird. Wenngleich dort angegeben ist, daß für eine gute Wärmeübertragung gesorgt werden soll, so besteht, wie auch bei anderen bekannten Lösungen, ein Nachteil der dort beschriebenen geschlossenen Bauweise darin, daß nicht immer gewährleistet ist, daß eine Auslösung rasch erfolgt.Connection is moved into the locking position by the compression spring. Although it is stated there that good heat transfer should be ensured, as with other known solutions, a disadvantage of the closed design described there is that it is not always guaranteed that a release will occur quickly.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer gattungsgemäßen Vorrichtung, die gewährleistet, daß die Umgebungstemperatur möglichst ungehindert an die den Schließvorgang einleitetenden, temperaturempfindlichen Teile gelangt, so daß ein schnelles, schlagartiges Schließen unter Aufrechterhaltung optimaler Dichtwirkung ermöglicht wird.The object of the invention is to further develop a generic device which ensures that the ambient temperature reaches the temperature-sensitive parts which initiate the closing process as unhindered as possible, so that a rapid, sudden closing is possible while maintaining an optimal sealing effect.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruches 1 bzw. 2 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1 and 2 respectively.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Unabhängig von der Auslösung über Thermolot oder Bimetallbügel wird durch die Erfindung ermöglicht, das Absperrorgan in besonderer Weise zu gestalten. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß das linear in Schließstellung schlagartig verbringbare Absperrelement als Kugel-/Kegel- oder Tellerventil ausgebildet ist.Regardless of the triggering via thermo-solder or bimetal bracket, the invention makes it possible to design the shut-off device in a special way. To this end, the invention provides that the shut-off element, which can be brought into the closed position in a linear manner, is designed as a ball/cone or disk valve.

Insbesondere sieht die Erfindung in diesem Zusammenhang auch vor, daß die Dichtwirkung durch eine am Ventilteller oder am Ventilsitz angeordnete hochwärmebeständige Elastomerabdichtung erhöht wird.In particular, the invention also provides in this context that the sealing effect is increased by a highly heat-resistant elastomer seal arranged on the valve plate or on the valve seat.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt als Schnittdarstellungen inThe invention is explained in more detail below using the drawing as an example. These show sectional views in

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit geöffnetem Absperrelement,Fig. 1 shows a first embodiment of the device with the shut-off element open,

Fig. 2 das gleiche Ausführungsbeispiel mit geschlossenem Absperrelement,Fig. 2 the same embodiment with closed shut-off element,

Fig. 3 und 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel in geöffneter bzw. geschlossener Stellung des Ventiles, Fig. 3 and 4 show another embodiment in the open and closed position of the valve,

Fig. 5 und 6 wiederum ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in geöffneter bzw. geschlossener Stellung des Ventiles,Fig. 5 and 6 show another embodiment of the device in the open and closed position of the valve,

Fig. 7 bis 10 alternative Ausgestaltungen bimetallbetätigter Sperrelemente sowie in denFig. 7 to 10 alternative designs of bimetal-operated locking elements as well as in the

Fig. 11 bis 14 alternative Ausgestaltungen der Ventilbereiche des Absperrelementes.Fig. 11 to 14 alternative designs of the valve areas of the shut-off element.

Zunächst sei die Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 beschrieben, wobei in den folgenden Beschreibungsteilen funktionsmäßig gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen mit hinzugefügten Strichen oder Kleinbuchstaben versehen sind.First, the device according to Figs. 1 and 2 will be described, whereby in the following description parts, functionally identical parts are provided with the same reference numerals with added dashes or lower case letters.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung besteht aus einem querschnittlich etwa T-förmigen Rohrstück 2, das in geöffneter Stellung von einem Medium gemäß Pfeil 3 durchströmt werden kann. An die nicht näher bezeichneten Anschlußstutzen werden ebenfalls nicht näher dargestellte Rohrleitungen angeschlossen. Senkrecht zur Strömungsrichtung gemäß Pfeil 3 ist ein Ventilrohrstück 4 als Bestandteil des T-Stückes 2 vorgesehen, welches von einer zentrisch durchbohrten Abdeckplatte 5 verschlossen ist, wobei zusätzlich eine Ringdichtung 6 zwischen Abschlußplatte 5 und Stutzen 4 angeordnet ist, die vorzugsweise aus einem hochwärmebeständigen Material besteht, wie alle weiteren Ringdichtungen auch, die weiter unten noch aufgeführt sind.The device, generally designated 1, consists of a pipe section 2 with a roughly T-shaped cross section, through which a medium can flow in accordance with arrow 3 in the open position. Pipelines, also not shown in detail, are connected to the connection pieces, which are not designated in more detail. Perpendicular to the flow direction, according to arrow 3, a valve pipe section 4 is provided as part of the T-piece 2, which is closed by a centrally drilled cover plate 5, with an additional ring seal 6 being arranged between the end plate 5 and the piece 4, which preferably consists of a highly heat-resistant material, like all other ring seals, which are also listed below.

In der mit 7 bezeichneten zentrischen Bohrung der Abdeckplatte 5 ist ein hier zweiteilig gestalteter Ventilstößel 8 wiederum unter Einschluß einer Ringdichtung 9 geführt, inIn the central bore of the cover plate 5, designated 7, a valve tappet 8, here designed in two parts, is guided, again including a ring seal 9, in

der Weise, daß er die Abdeckplatte 5 sowohl nach außen wie nach innen durchsetzt.such that it penetrates the cover plate 5 both outwards and inwards.

Im Inneren des Rohrstutzens 4 trägt der Ventilstößel 8 an seinem freien Ende einen Ventilteller 10 mit einer hochwarmebeständigen Elastomerringdichtung 11, wobei wirkmäßig zwischen dem Teller 10 und der Innenseite der Abdeckplatte 5 eine Druckfeder 12 vorgesehen ist.Inside the pipe socket 4, the valve tappet 8 carries a valve plate 10 with a highly heat-resistant elastomer ring seal 11 at its free end, with a compression spring 12 being effectively provided between the plate 10 and the inside of the cover plate 5.

An seiner Außenseite ist der Ventilstößel 8 mit einem Stützelement 13 ausgerüstet, das hier als im Inneren verlöteter Sperrstopfen dargestellt ist, die Thermolotschicht ist durch kleine Kreuze 14 lediglich angedeutet.On its outside, the valve tappet 8 is equipped with a support element 13, which is shown here as a blocking plug soldered inside, the thermal solder layer is only indicated by small crosses 14.

Das Stützelement 13 bzw. der entsprechend gestaltete Sperrstopfen oder Thermolotmutter ruht mit seinem/ihrem Kopf auf einer ortsfesten Trägerhülse 15, die sich ihrerseits an der Außenfläche der Abdeckplatte 5 abstützt.The support element 13 or the correspondingly designed blocking plug or thermal solder nut rests with its head on a stationary carrier sleeve 15, which in turn is supported on the outer surface of the cover plate 5.

Dem Ventilteller 10 gegenüberliegend im Strömungsweg des zu fördernden Mediums ist auf den Teller 10 zugerichtet ein Ventilsitz 16 vorgesehen, in den ein Teilbereich des Tellers 10 eindringen kann, wobei sich ein weiterer Randbereich des Tellers auf der Oberkante nach wirkmäßiger Verpressung der hochwarmebeständigen Elastomerdichtung 11 ab-Opposite the valve plate 10 in the flow path of the medium to be conveyed, a valve seat 16 is provided, aligned with the plate 10, into which a partial area of the plate 10 can penetrate, with a further edge area of the plate on the upper edge being located after effective compression of the highly heat-resistant elastomer seal 11.

stützt. Der Dichtzustand ist dabei in Fig. 2 wiedergegeben, wobei sich folgende Wirkungsweise ergibt:The sealing state is shown in Fig. 2, which results in the following effect:

Zunächst wird die Abdeckplatte 5 mit gespannter Feder 12, Stützhülse 15 u. dgl. werkseitig montiert. Die so vormontierte mit Feder und Ventilteller 10 versehene Abdeckplatte 5 wird dann auf das entsprechend gestaltete T-Stück 2 aufgeschraubt, so daß sich die Konfiguration gemäß Fig. 1 ergibt. Wird nun im Einsatz eine vorbestimmbare, durch den Erweichungspunkt des Thermolotes 14 bestimmte Temperatur überschritten, weicht das Thermolot 14 auf und der Ventilteller 10 wird durch die Kraft der vorgespannten Feder 12 schlagartig nach unten auf den Teller 16 verschoben, derart, daß sich schlagartig eine Absperrung des Förderweges des Mediums, welches gemäß Pfeil 3 strömt, ergibt. Dabei reißt der Sperrstopfen 13 aus dem linear dichtend geführten Ventilstößel 8 heraus.First, the cover plate 5 is assembled at the factory with a tensioned spring 12, support sleeve 15 and the like. The cover plate 5, pre-assembled in this way and provided with a spring and valve plate 10, is then screwed onto the correspondingly designed T-piece 2, so that the configuration according to Fig. 1 is obtained. If a predeterminable temperature determined by the softening point of the thermo-solder 14 is exceeded during use, the thermo-solder 14 softens and the valve plate 10 is suddenly pushed downwards onto the plate 16 by the force of the pre-tensioned spring 12, such that the conveying path of the medium, which flows according to arrow 3, is suddenly blocked off. The blocking plug 13 tears out of the linearly sealed valve tappet 8.

Die Vorrichtung la gemäß den Fig. 3 und 4 ist grundsätzlich gleich aufgebaut mit folgenden Unterschieden: Der Ventilstößel 8a ist hier einstückig gestaltet und weist einen außenseitigen oberen Kragen 13a als Stützelement auf, der sich in der Öffnungstellung an einen Stützhebel 15a abstützt, der mittels eines Thermolotes 14a an einem ortsfesten Träger befestigt ist. Wird nun die vorbestimmte Umgebungstemperatur überschritten, erweicht das Thermolot 14a,The device la according to Figs. 3 and 4 is basically constructed in the same way with the following differences: The valve tappet 8a is designed in one piece and has an external upper collar 13a as a support element, which in the open position is supported on a support lever 15a, which is attached to a stationary support by means of a thermal solder 14a. If the predetermined ambient temperature is now exceeded, the thermal solder 14a softens,

der Stützhebel 15a wird von der Kraft der Feder 12 weggerissen, derart, daß der Ventilstößel 8a schlagartig den Ventilteller 10 auf den Ventilsitz 16a führt.the support lever 15a is torn away by the force of the spring 12, such that the valve tappet 8a suddenly guides the valve plate 10 onto the valve seat 16a.

In Fig. 3 ist noch strichpunktiert im oberen Abbildungsbereich dargestellt, daß statt nur eines Stützhebels 14a auch wenigstens zwei gegenüberliegende derartige Stützhebel 14a und 14a' vorgesehen sein können.In Fig. 3, it is shown in dash-dotted lines in the upper part of the illustration that instead of just one support lever 14a, at least two opposing support levers 14a and 14a' of this type can also be provided.

In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel Ib dargestellt, hier wird der Ventilstößel 8b in der Abschlußplatte 5b wiederum dichtend geführt, ansonsten ist die Ausbildung des Ventiltellers 10, des Ventilsitzes 16, der Feder 12 etc. gleich gestaltet wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen. Hier wird allerdings der Kragen 13b des Ventilstößels 8b von je zwei vereinfacht wiedergegebenen Stützheheln 15b und 15b* in der Öffnungsstellung gehalten, wobei die Innenbereiche der Stützhebel von einem Bimetallbügel 18 beaufschlagt sind.In Figs. 5 and 6, another embodiment Ib is shown, here the valve tappet 8b is again guided in a sealing manner in the end plate 5b, otherwise the design of the valve plate 10, the valve seat 16, the spring 12, etc. is the same as in the previous embodiments. Here, however, the collar 13b of the valve tappet 8b is held in the open position by two support levers 15b and 15b*, each shown in a simplified manner, with the inner areas of the support levers being acted upon by a bimetal bracket 18.

Die Wirkungsweise ist dabei die folgende: Bei Erwärmung streckt sich der Bimetallbügel 18 derart, daß er von der gewölbten, in Fig. 5 dargestellten Stellung in eine flachere, in Fig. 6 dargestellte Stellung bewegt wird und dabei die Stützhebel 15b und 15b¹ auseinanderspreizt. Nach Überschreiten eines gewissen Spreizwinkels wird der Kragen 13bThe mode of operation is as follows: When heated, the bimetallic bracket 18 stretches in such a way that it is moved from the curved position shown in Fig. 5 to a flatter position shown in Fig. 6, thereby spreading the support levers 15b and 15b ¹ apart. After a certain spreading angle is exceeded, the collar 13b

freigegeben und das Ventil wird dann schlagartig geschlossen. released and the valve is then closed abruptly.

Die Fig. 7 bis 10 zeigen abgewandelte Beispiele, wie die Wirkungsweise der Bimetallfeder 18 zur Freibgabe des Stößels 8b erreichbar ist. Dabei zeigt Fig. 7 den prinzipiellen Aufbau nach den Fig. 5 und 6. In Abwandlung dazu zeigt Fig. 8 die Ausgestaltung mit nur einem Stützhebel 15b¹ in einer Bimetallfeder 18'.Fig. 7 to 10 show modified examples of how the mode of action of the bimetal spring 18 for releasing the plunger 8b can be achieved. Fig. 7 shows the basic structure according to Figs. 5 and 6. In a modification to this, Fig. 8 shows the design with only one support lever 15b ¹ in a bimetal spring 18'.

In Fig. 9 sind die Stützhebel 15c als Lochplatten ausgestaltet, die die verjüngten Enden eines Haltestiftes 19 halten, der den Stößel 8c im Kopfbereich durchsetzt. Eine ähnliche, etwas anders gestaltete Art der Befestigung zeigt Fig. 10, hier sind die Löcher in den Lochplatten 15c dem Durchmesser des Haltestiftes 19' angepaßt.In Fig. 9, the support levers 15c are designed as perforated plates that hold the tapered ends of a retaining pin 19 that passes through the plunger 8c in the head area. A similar, slightly different type of fastening is shown in Fig. 10, where the holes in the perforated plates 15c are adapted to the diameter of the retaining pin 19'.

In den Fig. 11 bis 14 sind schließlich mögliche Gestaltungen des Absperrorgans selbst dargestellt. Fig. 11 zeigt das Absperrorgan als Kugelventilsitz 20, Fig. 12 das Absperrorgan als Kegelventil 21, Fig. 13 stellt das Absperrorgan als Teller 10 mit hochwärmebeständiger Elastomerabdichtung 11 gemäß den vorangegangenen Beschreibungen dar, während schließlich die Fig. 14 eine Abdichtung darstellt, wie sie in ähnlicher Form als Küken 22 bei anderen Ventilen bereits bekannt ist.Finally, possible designs of the shut-off device itself are shown in Figs. 11 to 14. Fig. 11 shows the shut-off device as a ball valve seat 20, Fig. 12 the shut-off device as a cone valve 21, Fig. 13 shows the shut-off device as a plate 10 with a highly heat-resistant elastomer seal 11 in accordance with the previous descriptions, while finally Fig. 14 shows a seal as is already known in a similar form as a plug 22 in other valves.

- II -- II -

Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können unter Beibehaltung der schlagartigen linearen Dichtwirkung auch andere Ventilsitze und Ventilkörper vorgesehen sein, der aus mehreren Teilen bestehende Stößel 8 gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 kann einstückig ausgebildet sein u. dgl. mehr.Of course, the described embodiments of the invention can be modified in many ways without abandoning the basic idea. For example, while retaining the sudden linear sealing effect, other valve seats and valve bodies can also be provided, the tappet 8 consisting of several parts according to the embodiment of Fig. 1 and 2 can be designed in one piece, and so on.

Claims

Expectations;

1. Device for shutting off lines of temperature-sensitive media, in particular gas lines, with a spring-loaded shut-off element which is provided with a valve tappet which is linearly guided in a valve body and which is held in the open position by a support element supported on a stationary carrier, the support element and the stationary carrier being exposed to the temperature prevailing outside the valve body, the support element being firmly connected to the valve tappet via a thermo-solder so that when a certain temperature is exceeded the free end of the valve tappet is released so that the spring drives the shut-off element into the closed position,
characterized,

that the stationary support (15) has openings (23) for improved absorption of the ambient temperature and that the thermo-solder connections and the valve tappet are arranged in relation to one another in such a way that the parts connected by the thermo-solder (14) or the thermo-solder are directly exposed to the ambient temperature outside the valve body.

2. Device for shutting off lines of temperature-sensitive media, in particular gas lines, with a spring-loaded shut-off element which is provided with a valve tappet which is linearly guided in a valve body and which is held in the open position by a support element supported on a stationary carrier, the support element and the stationary carrier being exposed to the temperature prevailing outside the valve body, the support element holding the valve tappet via a thermo-solder connection in such a way that when a certain temperature is exceeded, the free end of the valve tappet is released so that the spring drives the shut-off element into the closed position,
characterized,

that for improved absorption of the ambient temperature, the support element designed as a support lever (15a) is attached to the stationary carrier (17) by means of a thermal solder (14a), a collar (13a) being present on the valve tappet (8a) which works together with the support lever (15a) and that the thermal solder connection and the valve tappet (8a) are arranged in such a way that the parts connected by the thermal solder (14a) are directly exposed to the ambient temperature outside the valve body (2,4,5).

3. Device according to claim 1,
characterized,

that the support element (13) is designed as a blocking plug which is supported on the stationary support (15) designed as a support sleeve and is soldered in the axial direction in the valve tappet (8) by means of the thermal solder (14).

4. Device according to claim 3,
characterized,

that at least two support levers (14a, 14a') are provided on the tappet (8a).

5. Device for shutting off lines of temperature-sensitive media, in particular gas lines, with a spring-loaded shut-off element and a lock that releases the shut-off element at a certain temperature, characterized in that

that the shut-off element is provided with a linearly guided valve tappet and the tappet (8b) is held in the open position by a support lever, wherein the support lever can be moved by a bimetal bracket (18) from the blocking position into a release position.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in

-IS-

that the shut-off element (10) which can be brought into the closed position in a linear manner is designed as a ball/cone or disk valve (20-22).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in

that to increase the sealing effect, a highly heat-resistant elastomer seal (11) is provided on the valve plate (10) or on the valve seat (16).