DE10159510A1

DE10159510A1 - Vereinfachte Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen

Info

Publication number: DE10159510A1
Application number: DE2001159510
Authority: DE
Inventors: Friedrich Welcker
Original assignee: Individual
Current assignee: Welcker Inge 58119 Hagen De
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen, enthaltend ein in Schließrichtung federbelastetes, in einer Gasleitung (11) beweglich angeordnetes Ventilelement (16) sowie ein mit dem Ventilelement gekoppeltes und gasdicht aus der Gasleitung herausgeführtes Umlenkgestänge (8, 12, 14) mit einem Endglied (8), wobei ein Druck auf das Endglied das Ventilelement gegen die Federbelastung in eine Öffnungsstellung bewegt. Die Sicherungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein drehbeweglich gelagertes Hebelelement (4, 6) mit einem kurzen Hebelarm (H1) und mit einem langen Hebelarm (H2), welcher ein Ankerelement (3) trägt, vorgesehen ist, wobei das Hebelelement im Bereitschaftszustand mit dem kurzen Hebelarm gegen das Endglied (8) drückt und mit dem Ankerelement auf einem Halteelement aufliegt, so dass das Ventilelement in Öffnungsposition gedrückt und hierin gehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen, enthaltend ein in Schließrichtung federbelastetes, in einer Gasleitung beweglich angeordnetes Ventilelement sowie ein mit dem Ventilelement gekoppeltes und gasdicht aus der Gasleitung herausgeführtes Umlenkgestänge mit einem Endglied, wobei ein Druck auf das Endglied das Ventilelement gegen die Federbelastung in eine Öffnungsstellung bewegt.

Eine Sicherungseinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der WO 00/53961 bekannt. Eine solche Sicherungseinrichtung dient dazu, im Falle einer Störung wie etwa eines fehlerhaften Gastaustrittes die Gasleitung zu verschließen und hierdurch einen weiteren Gastaustritt zu verhindern. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die Gasleitung mit dem federbelasteten Ventilelement versehen, wobei die Federbelastung das Ventilelement in seine Schließstellung drängt. Während des normalen Betriebs muss das Ventilelement daher gegen die Federkraft in eine Öffnungsstellung gedrückt werden. Zu diesem Zweck ist ein aus der Gasleitung herausführender Umlenkmechanismus vorgesehen, auf dessen Endglied von außen eine Druckkraft ausgeübt werden kann. Diese Druckkraft wird bei der WO 00/53961 durch eine Gasdruckpatrone erzeugt, wobei der Gasdruck im Falle einer festgestellten Störung über ein Entlüftungsventil abgebaut werden kann. Durch den Einsatz der Gasdruckpatrone erreicht dieses System einen hohen Grad an Störsicherheit und funktioniert insbesondere auch noch bei einem Stromausfall.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstigere Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen bereitzustellen, welche eine ähnliche Funktionssicherheit wie die beschriebene Sicherungseinrichtung bereitstellt.

Diese Aufgabe wird durch eine Sicherungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Fig. 1 bis 3 beispielhaft erläutert.
Die in Fig. 1 dargestellte Sicherungseinrichtung 1 dient dazu, im Falle einer festgestellten Gefahr wie etwa eines Gasaustrittes eine Gasleitung 11 abzusperren. Zu diesem Zweck ist in der Gasleitung 11 ein Ventil bestehend aus einem Ventilelement beziehungsweise Ventilteller 16 und einem zugehörigen Ventilsitz 15 vorgesehen. Das Ventilelement 16 ist über eine Feder 17 in Schließrichtung, das heißt gegen den Ventilsitz 15 vorgespannt, wobei die Fig. 1 den geöffneten Zustand des Ventils zeigt.
Das Ventilelement 16 ist mit einem Umlenkgestänge gekoppelt, welches gasdicht aus der Gasleitung 11 herausführt. Dieses Umlenkgestänge besteht im dargestellten Beispiel aus einem Ventilschaft 14, welcher mit dem Ventilelement 16 fest gekoppelt und in Axialrichtung der Gasleitung 11 verschiebebeweglich an radialen Abstützungen 13, 18 geführt ist. Ferner besteht das Umlenkgestänge aus einem schwenkbeweglich am Rand der Gasleitung 11 gelagerten Kopplungselement 12, welches mit dem Ventilschaft 14 in Kontakt steht und bei einem Hineinschwenken in die Gasleitung 11 den Ventilschaft 14 und damit das Ventilelement 16 in Axialrichtung gegen den Druck der Feder 17 bewegt. Schließlich gehört zu dem Umlenkgestänge noch ein stiftförmiges Endglied 8, welches durch einen seitlichen Ansatzstutzen 10 der Gasleitung 11 senkrecht zur Erstreckung der Gasleitung 11 aus dieser herausführt, wobei Dichtungsringe 9 dafür sorgen, dass diese Durchbrechung der Gasleitung gasdicht ist. Das Endglied 8 liegt mit seinem zur Gasleitung 11 weisenden Ende am Kopplungselement 12 an, so dass ein auf das Endglied 8 von oben einwirkender Druck über das Kopplungselement 12 auf den Ventilschaft 14übertragen wird und dazu führt, dass sich das Ventilelement 16 gegen die Kraft der Feder 17 in Öffnungsstellung bewegt bzw. darin gehalten wird.
Die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung weist ferner ein drehbeweglich gelagertes Hebelelement auf, welches in dem dargestellten Beispiel durch den Hebel mit den Gliedern 4 und 6 gebildet wird, wobei das Glied 6 in seinem in der Fig. 1 rechten Endpunkt in einer ortsfesten Drehachse 7 gelagert ist. Das Hebelelement weist funktionell einen kurzen Hebelarm der Länge H1 sowie einen langen Hebelarm der Länge H2 auf, welche in dem dargestellten Beispiel beide durch dasselbe physikalische Gestänge verwirklicht werden.
Mit dem kurzen Hebelarm H1 liegt das Hebelelement am oberen Ende des Endgliedes 8 auf, so dass es bei einer Drehung des Hebels einen nach unten gerichteten Druck auf das Endglied 8 ausüben kann. Am Ende des langen Hebelarmes H2 ist ein Ankerelement 3 aus einem magnetisierbaren Material befestigt. In dem in der Figur dargestellten Bereitschaftszustand der Sicherungseinrichtung liegt das Ankerelement 3 auf den Polen eines Haltemagneten 2 auf. Wenn der als Elektromagnet ausgebildete Haltemagnet 2 von einem (geringen) Strom durchflossen wird, hält er das Ankerelement 3 und damit den Hebel 4, 6 fest. Aufgrund der großen Länge des zweiten Hebelarmes H2 im Vergleich zur Länge des ersten Hebelarmes H1 erzeugt eine verhältnismäßig geringe Haltekraft des Haltemagneten 2 eine entsprechend größere Kraft am Endglied 8, welche ausreicht, um das Ventilelement 16 gegen die Kraft der Feder 17 offen zu halten. Das Längenverhältnis der Hebelarme H1 : H2 ist vorzugsweise größer als etwa 1 : 3 bis 1 : 10.
Der Haltemagnet 2 wird von einer nicht näher dargestellten Sensoreinrichtung kontrolliert, welche den Stromfluss durch den Haltemagneten 2 im Falle einer detektierten Störung unterbricht. Wenn der Haltemagnet 2 stromlos ist, wird das Ankerelement 3 nicht mehr festgehalten, so dass sich der Hebel um den Drehpunkt 7 drehen kann. Es wird dann kein Gegendruck mehr auf das Endglied 8 ausgeübt, so dass sich als Folge hiervon das Ventilelement 16 unter der Wirkung der Feder 17 in die Schließposition auf den Ventilsitz 15 bewegen und die Gasleitung verschließen kann.
Wie in Fig. 1 ferner zu erkennen ist, enthält der Hebel ein Gelenk 5, welches ihn in zwei Segmente oder Glieder 4 und 6 unterteilt. Das Gelenk 5 hat den Vorteil, dass der Hebel in diesem Gelenk bei losgelassenem Ankerelement 3 einknicken kann, so dass er bei einer Drehung im Uhrzeigersinn keinen großen Ausschlag nach oben erzeugt. Der gesamte Mechanismus kann daher in einem kompakten Gehäuse (nicht dargestellt) untergebracht werden, obwohl ein langer Hebelarm vorgesehen ist, welcher eine kleine Kraft des Haltemagneten in eine ausreichend große, die Federkraft 17 überwindende Kraft übersetzt. Vorzugsweise ist das Gelenk 5 mit einem Rastmechanismus versehen, welcher die Hebelsegmente 4, 6 im dargestellten Bereitschaftszustand miteinander koppelt.
Selbstverständlich könnte der Hebel auch durch mehrere Gelenke unterteilt sein, oder es könnte zum Beispiel das Segment 4 und/oder 6 des Hebels flexibel ausgebildet sein, etwa als Drahtseil oder als Kette.
Um die Sicherungseinrichtung 1 nach einer Auslösung wieder in die Bereitschaftsstellung bringen zu können, weist die Drehachse 7 des Hebels vorzugsweise einen Ansatzpunkt für ein Werkzeug auf, zum Beispiel einen Innenmehrkant, einen Schraubenschlitz oder Backen für das Ansetzen eines Schraubenschlüssels. Der Hebel kann damit trotz seiner Gelenkigkeit beziehungsweise Flexibilität in die dargestellte Bereitschaftsstellung zurückgedreht werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Hebelgelenkes ist in Fig. 2 in einer Aufsicht und in Fig. 3 in einer perspektivischen Explosionsansicht dargestellt. Danach weist das Hebelglied 6 eine viereckige Durchbrechung 27 auf, durch welche die Drehachse 7 verdrehsicher geführt werden kann. Die Drehachse 7 ist dabei abschnittsweise aus den folgenden Stücken abnehmenden (maximalen) Durchmessers aufgebaut:

- einem Kopf 21,
- einem ersten Lagerabschnitt 22,
- einem Vierkant 24, der in die Durchbrechung 27 passt, und
- einem zweiten Lagerabschnitt 25, welcher eine umlaufende Nut 26 für die Aufnahme eines Sicherungsringes 19 trägt.

Im zusammengebauten Gelenk (Fig. 2) verbindet die Drehachse 7 das Hebelglied 6 mit einer ortsfest montierten Gabel 20, welche zur Lagerung der Drehachse 7 zwei kreisförmige Bohrungen aufweist, deren Durchmesser zur Aufnahme des ersten Lagerabschnittes 22 bzw. des zweiten Lagerabschnitts 25 eingerichtet ist.
Wie ferner aus Fig. 3 erkennbar ist, besitzt die Drehachse 7 einen Innensechskant 21, an dem ein Werkzeug angesetzt werden kann, um den Hebel 6, 4 in die Bereitschaftsstellung zu drehen.
Vorzugsweise ist die gesamte Vorrichtung mit einem Gehäuse verschlossen, welches von außen nur einen Zugriff auf den Innensechskant 21 der Drehachse 7 erlaubt. Anstelle eines Innensechskantes kann dabei auch ein anderer Ansatz ausgebildet sein, welcher nur mit einem Spezialwerkzeug oder mit einem besonderen Schlüssel betätigt werden kann. Auf diese Weise wird die Vorrichtung vor Manipulationen geschützt, welche die Sicherungsfunktion außer Kraft setzen könnten.

Claims

1. Sicherungseinrichtung für Gasanwendungsanlagen, enthaltend:
ein in Schließrichtung federbelastetes, in einer Gasleitung (11) beweglich angeordnetes Ventilelement (16);
ein mit dem Ventilelement gekoppeltes und gasdicht aus der Gasleitung herausgeführtes Umlenkgestänge (8, 12, 14) mit einem Endglied (8), wobei ein Druck auf das Endglied das Ventilelement gegen die Federbelastung in eine Öffnungsstellung bewegt; dadurch gekennzeichnet, dass ein drehbeweglich gelagertes Hebelelement (4, 6) mit einem kurzen Hebelarm (H1) und mit einem langen Hebelarm (H2), welcher ein Ankerelement (3) trägt, vorgesehen ist, wobei das Hebelelement im Bereitschaftszustand mit dem kurzen Hebelarm gegen das Endglied (8) drückt und mit dem Ankerelement auf einem Halteelement aufliegt, so dass das Ventilelement in Öffnungsposition gedrückt und hierin gehalten wird.

2. Sicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement ein Haltemagnet (2) ist.

3. Sicherungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der lange Hebelarm (H2) des Hebelelementes mindestens ein Gelenk (5) enthält.

4. Sicherungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Längenverhältnis von kurzem Hebelarm (H1) zu langem Hebelarm (H2) mindestens 1 : 3 bis 1 : 10 beträgt.

5. Sicherungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkachse (7) des Hebelelementes für den verdrehsicheren Ansatz eines Werkzeuges ausgebildet ist.