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PATENTANSPRÜCHE
1. Schnellschlusseinrichtung für Luftdurchlässe, insbesondere für Luftleitungen von Schutzbauten, mit mindestens zwei zusammenwirkenden Abschlussteilen, die relativ zueinander aufeinander zu in eine Schliessstellung und voneinander weg in eine Offenstellung bewegbar sind und von denen jeder Abschlussteil durch Durchtrittsöffnungen voneinander getrennte, miteinander verbundene Verschlussorgane aufweist, wobei die Verschlussorgane des einen Abschlussteils gegenüber den Verschlussorganen des andern Abschlussteils derart versetzt sind, dass in Schliessstellung der beiden Abschlussteile die Verschlussorgane des einen Abschlussteils die Durchtrittsöffnungen im andern Abschlussteil abdecken und wobei die Abmessung jedes Verschlussorganes quer zur Bewegungsrichtung der Abschlussteile grösser ist als die lichte Weite der jeweils abzudekkenden Durchtrittsöffnung,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussorgane (8, 9) jedes Abschlussteils (6, 7) so ausgebildet sind, dass sie in Schliessstellung der Abschlussteile (6, 7) in die Durchtrittsöffnungen (10, 11) im andern Abschlussteil (6, 7) hineinragen und seitlich an benachbarten Verschlussorganen (8, 9) des andern Abschlussteils (6, 7) anliegen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussorgane (8, 9) stabförmig ausgebildet sind und auf ihrer dem andern Abschlussteil (6, 7) zugekehrten Seite gewölbt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenflächen (8a, 9a) der Verschlussorgane (8, 9) zumindest an der dem andern Abschlussteil (6, 7) zugekehrten Seite durch die Mantelfläche eines Zylinders, vorzugsweise eines Kreiszylinders, gebildet sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussorgane (8, 9) im wesentlichen parallel zueinander und in praktisch gleichen gegenseitigen Abständen (A) angeordnet sind und dass die Verschlussorgane (8, 9) jeweils eines Abschlussteils (6, 7) gegenüber den Verschlussorganen (8, 9) des andern Abschlussteils (6, 7) um die Hälfte des Abstandes (a) zwischen den Verschlussorganen (8, 9) versetzt sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussorgane (8, 9) jedes Abschlussteils (6, 7) an ihren Enden mittels eines Verbindungsorganes (12, 13) miteinander verbunden sind, dessen zwischen den Verschlussorganen (8, 9) liegende Abschnitte (12a, 13a) auf der dem andern Abschlussteil (6, 7) zugekehrten Seite einen Sitz (14, 15) für ein Verschlussorgan (8, 9) dieses andern Abschlussteils (6, 7) aufweist, auf dem in Schliessstellung dieses Verschlussorgan (8, 9) bzw. ein dieses übergreifender Abschnitt des Verbindungsorganes zur dichtenden Auflage kommt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sitz durch eine Auflagefläche (14, 15) gebildet ist, deren Form der Gestalt der Auflagefläche (8a, 9a) des zugeordneten Verschlussorganes (8, 9) bzw. des dieses übergreifenden Abschnittes des Verbindungsorganes entspricht.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass in Offenstellung der Abschlussteile (6, 7) die lichte Weite des Durchlasses (21) zwischen jeweils einem Verschlussorgan (8) des einen Abschlussteils (6) und dem benachbarten Verschlussorgan (9', 9") des andern Abschlussteils (7) etwa halb so gross ist wie die lichte Weite der Durchtrittsöffnungen (10, 11).
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Abschlussteil (7) feststehend und der andere Abschlussteil (6) verschiebbar ausgebildet ist, wobei in Offenstellung der verschiebbare Abschlussteil (6) durch eine Offenhaltekraft, z.B. durch Federkraft, in einem Abstand vom feststehenden Abschlussteil (7) gehalten ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass beide Abschlussteile (6, 7) verschiebbar ausgebildet und in Offenstellung durch eine Offenhaltekraft, z.B. durch Federkraft, in einem Abstand voneinander gehalten sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der verschiebbare Abschlussteil (6) bzw. die verschiebbaren Abschlussteile (6, 7) in einem Gehäuse (1) geführt sind, das Anschläge (2, 3) zur Begrenzung des Verschiebeweges jedes Abschlussteiles (6, 7) aufweist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch zwei in einem Abstand angeordnete, feststehende Abschlussteile (7, 25) und einem zwischen letzteren angeordneten verschiebbaren dritten Abschlussteil (6), der in Offenstellung durch eine Offenhaltekraft, z.B. durch Federkraft, in einer Mittellage gehalten ist..
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (11) wenigstens eines Abschlussteils (7) sich in Richtung vom andern Abschlussteil (6) weg erweiternd ausgebildet sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellschlusseinrichtung für Luftdurchlässe, insbesondere für Luftleitungen von Schutzbauten, gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.
Unter einer Schnellschlusseinrichtung, die auch als Explosionsschutzventil bezeichnet wird, wird ein selbsttätig schliessendes und öffnendes Ventil verstanden, das in seiner Betriebslage geöffnet ist, d.h. einen Durchgang von Luft erlaubt und bei Auftreten einer Druckwelle bestimmter Grösse sich selbsttätig in die Schliessstellung bewegt. Solche Ventile werden insbesondere in Luftleitungen vorgesehen, die zu explosionsgefährdeten Räumen, wie beispielsweise Schutzräumen, führen, und dienen dazu, das Eindringen einer Druckwelle in den zu schützenden Raum oder die Ausbreitung einer in einem Raum entstehenden Druckwelle zu verhindern.
Von solchen Schnellschlussventilen wird verlangt, dass sie einerseits während des Lüftungsbetriebes einen möglichst geringen Luftwiderstand aufweisen und andererseits bei Auftreffen von Druckwellen in sehr kurzer Zeit, d.h. in wenigen Bruchteilen einer Sekunde, schliessen und dabei ohne Beschädigung die Druckstösse aufnehmen.
Es sind nun derartige Explosionsschutzventile bekannt, bei denen ein feststehender Sitzteil vorhanden ist, der durch zueinander parallele Stäbe gebildet ist, die durch Luftdurchtrittsöffnungen voneinander getrennt sind (US- PSen 3 015 342 und 3 296 952). Zum Verschliessen dieser Luftdurchtrittsöffnungen sind einzeln verschiebbar gelagerte Schliessstäbe vorhanden, die durch Federn mit einer weichen Federcharakteristik in Offenstellung gehalten sind und die bei Beaufschlagung durch eine Druckwelle unter Überwindung der Federkraft in ihre Schliesslage bewegt werden. Um zu-vermeiden, dass sich ein Schliessstab während seiner Schliessbewegung verkanten kann, was ein einwandfreies Schliessen verhindern würde, sind genaue Führungen für jeden einzelnen Stab erforderlich. Diese bekannten Ventile sind daher sehr aufwendig in ihrer Konstruktion.
In der CH-PS 427514 bzw. der dieser entsprechenden US-PS 3 301168 ist nun eine Schnellschlusseinrichtung der eingangs genannten Art beschrieben, bei der die durch Luftdurchtrittsöffnungen voneinander getrennten Verschlussorgane sowohl des feststehenden Abschlussteiles wie auch des verschiebbar geführten Abschlussteiles an ihren Enden miteinander verbunden sind. Dabei sind die Verschlussorgane
des verschiebbaren Abschlussteiles gegenüber den Verschlussorganen des feststehenden Abschlussteiles derart versetzt, dass in Schliessstellung des verschiebbaren Abschlussteiles dessen Verschlussorgane die Durchtrittsöffnungen des feststehenden Abschlussteiles abdecken. Diese Einrichtung hat nun gegenüber der vorstehend erläuterten Lösung den Vorteil, dass wegen der Verbindung der Verschlussorgane des beweglichen Abschlussteiles zu einem einstückigen Bauteil nur dieser geführt werden muss und nicht mehr die einzelnen Verschlussorgane. Demgegenüber hat jedoch diese Schnellschlusseinrichtung nun den Nachteil, dass sie in Offenstellung der durchströmenden Luft einen grossen Widerstand entgegensetzt. Bei einer Auslegung für grössere Durchflussmengen bedeutet dies, dass die Schnellschlusseinrichtung entsprechend gross dimensioniert werden muss.
Dies bringt aber oft Schwierigkeiten mit sich, ist doch der für den Einbau einer solchen Schnellschlusseinrichtung in die Luftleitung zur Verfügung stehende Platz häufig begrenzt.
Im weitern vermögen die lamellenartig ausgebildeten Verschlussorgane des beweglichen Abschlussteiles allzu grossen Druckstössen nicht standzuhalten, so dass dieses bekannte Schnellschlussventil für einen Einsatz bei zu erwartenden hohen Drücken nicht möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schnellschlusseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei Einwirkung von hohen Druckstössen der auftretenden Beanspruchung ohne Beschädigung standhalten kann und die in Schliessstellung der Abschlussteile einen weitgehend dichten Abschluss gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Verschlussorgane beider Abschlussteile wird erreicht, dass die Verschlussorgane des einen Abschlussteils so auf benachbarten Verschlussorganen des andern Abschlussteiles zur Auflage kommen können, dass durch den durch den Druckstoss hervorgerufenen Schliessdruck an den Auflagestellen eine einwandfreie Dichtung bewirkt wird und sich die Verschlussorgane an den andern Verschlussorganen abstützen können, so dass eine bleibende Verformung der Verschlussorgane verhindert werden kann.
Vorzugsweise sind nun die Verschlussorgane stabförmig ausgebildet und auf ihrer dem andern Abschlussteil zugekehrten Seite gewölbt.
Sind die Verschlussorgane jedes Abschlussteils an ihren Enden mittels eines Verbindungsorganes miteinander verbunden, dessen zwischen den Verschlussorganen liegenden Abschnitte auf der dem andern Abschlussteil zugekehrten Seite einen Sitz für ein Verschlussorgan dieses andern Abschlussteiles aufweist, auf dem in Schliessstellung dieses Verschlussorganes bzw. ein dieses übergreifender Abschnitt des Verbindungsorganes zur dichtenden Auflage kommt, so wird mit verhältnismässig einfachen Mitteln auch an den Enden der Verschlussorgane eine gute Dichtwirkung erzielt, und zwar auch dann, wenn die Abschlussteile in Richtung der Längserstreckung der Verschlussorgane etwas verschoben aufeinandertreffen.
Im Folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 eine Ansicht eines Explosionsschutzventiles mit zwei Abschlussteilen,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Figur 1,
Fig. 3 in gegenüber der Figur 1 vergrössertem Massstab einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 1,
Fig. 4 in perspektivischer Darstellung einen Teil des Endbereiches der beiden Abschlussteile in Schliessstellung,
Fig. 5 in einer der Figur 3 entsprechenden Darstellung eine andere Ausführungsform eines Explosionsschutzventiles mit zwei festen Abschlussteilen und einem bewegbaren Abschlussteil,
Fig. 6 und 7 im Schnitt einen Teil der Verschlussorgane zweier Abschlussteile in Offen- bzw. Schliessstellung, und
Fig. 8 im Schnitt einen Teil zweier Abschlussteile einer dritten Ausführungsform eines Explosionsschutzventiles.
Das in den Figuren 1-3 dargestellte Explosionsschutzventil weist einen rechteckförmigen Gehäuserahmen 1 auf.
der an einer Seite eine nach innen vorspringende Randleiste 2 aufweist. An der letzteren gegenüberliegenden Stirnseite des Rahmens 1 sind ebenfalls Randleisten 3 angeordnet die mittels Schrauben 4 am Gehäuserahmen 1 befestigt sind und die sich an einem vorstehenden Randabschnitt 5 des Gehäuserahmens abstützen. Innerhalb des durch die Randleisten 2 und 3 begrenzten Raumes sind zwei Abschlussteile 6 und 7 angeordnet, von denen der Abschlussteil 7 feststehend und der andere Abschlussteil 6 in Richtung des Pfeiles D verschiebbar ist. Jeder dieser Abschlussteile 6 7 weist zueinander parallel verlaufende, stabförmige Verschlussorgane 8 bzw. 9 auf, die in gleichen Abständen A (Figur 3) angeordnet sind. Die Verschlussorgane 8 bzw. 9 jedes Abschlussteiles 6 bzw. 7 sind durch Luftdurchtrittsöffnungen 10 bzw. 11 von- einander getrennt.
Die Verschlussorgane 8 des beweglichen Abschlussteiles 6 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf, was bedeutet, dass deren Aussenfläche 8a durch die Mantelfläche eines Kreiszylinders gebildet wird. Die Verschlussorgane 9 des feststehenden Abschlussteiles 7 haben demgegenüber eine längliche Querschnittsform. Auf ihrer dem beweglichen Abschlussteil 6 zugekehrten Seite weisen diese Verschlussorgane 9 eine Aussenfläche 9a auf, die ebenfalls durch einen Abschnitt einer Mantelfläche eines Kreiszylinders gebildet wird. Die Verschlussorgane 9 verjüngen sich in Richtung vom beweglichen Abschlussteil 6 weg, so dass sich die Durchtrittsöffnungen 11 zwischen den Verschlussorganen 9 diffusorartig erweitern.
Durch diese Ausgestaltung der Durchtrittsöffnungen 11 wird eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse erhalten, was bei einer gegebenen Anströmfläche des Explosionsschutzventiles und bei einem gegebenen Druckgefälle eine Erhöhung der Durchflussmenge mit sich bringt. Durch die gezeigte Ausgestaltung der Verschlussorgane 9 wird zudem die Festigkeit des Abschlussteiles 7 gegenüber einer Ausführungsform mit den Verschlussorganen 8 entsprechenden kreiszylindrischen Ver schlussorganen erhöht.
Sowohl die Verschlussorgane 8 des verschiebbaren Abschlussteiles 6 wie auch die Verschlussorgane 9 des feststehenden Abschlussteiles 7 sind an ihren Enden mit jeweils einer Verbindungsleiste 12 bzw. 13 miteinander verbunden, wie das insbesondere aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht.
Durch diese Verbindungsleisten 12 und 13 werden die Verschlussorgane 8 und 9 in ihrer gegenseitigen Lage gehalten.
in der die Verschlussorgane 8 gegenüber den Verschlussorganen 9 derart versetzt sind, dass die Verschlussorgane 8, 9 des einen Abschlussteiles 6, 7 den Durchtrittsöffnungen 10, 11 des andern Abschlussteiles 6, 7 gegenüberliegen, um diese Durchtrittsöffnungen 10, 11 verschliessen zu können. Wie insbesondere aus der Figur 6 hervorgeht, sind die Verschlussorgane 8 gegenüber den Verschlussorganen 9 um einen Betrag B versetzt, der etwa halb so gross ist wie der Abstand A zwischen den Mittelachsen benachbarter Verschlussorgane 8 bzw. 9 eines Abschlussteiles 6 bzw. 7.
Die zwischen den Verschlussorganen 8 bzw. 9 liegenden Abschnitte 1 2a bzw. 13a der Verbindungsleisten 12 bzw. 13 sind an ihrer dem andern Abschlussteil 6 bzw. 7 zugekehrten Seite zurückversetzt und weisen eine Auflagefläche 14 bzw. 15 für jeweils ein Verschlussorgan 8 bzw. 9 auf. Diese Auflageflächen 14 und 15 entsprechen in ihrer Form den Aussenflächen 8a bzw. 9a der Verschlussorgane 8 und 9, mit denen sie in Schliessstellung der Abschlussteile 6, 7 dichtend zusammenzuwirken haben.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, wird der bewegliche Abschlussteil 6 durch nur schematisch dargestellte Federelemente 16 in seiner Offenstellung gehalten, in der er an der Randleiste 2 ansteht und in einem Abstand vom feststehenden Abschlussteil 7 verläuft. Zur Führung des Abschlussteiles 6 sind oben und unten im Gehäuserahmen 1 Führungsleisten 17 und 18 angeordnet. Die seitliche Führung des Abschlussteiles 6 kann entweder durch die Innenwand des Gehäuserahmens 3 oder ebenfalls durch Führungsleisten erfolgen.
Anhand der Figuren 6 und 7, in denen die Verschlussorgane 9 des feststehenden Abschlussteiles 7 der Einfachheit halber ebenfalls als kreiszylindrische Stäbe dargestellt sind, wird nun eine besonders günstige Anordnung der Verschlussorgane 8 und 9 erläutert. Werden nämlich in Offenstellung die beiden Abschlussteile 6 und 7 in einem derartigen Abstand gehalten, dass die lichte Weite des Durchlasses 21 zwischen jeweils einem Verschlussorgan 8 des Abschlussteiles 6 und den diesem benachbarten Verschlussorganen 9' und 9" des andern Abschlussteiles 7 etwa die Hälfte der lichten Weite 20 der Durchtrittsöffnungen 10 und 11 zwischen den Verschlussorganen 8 und 9 beträgt, so treten keine ungünstigen Querschnittsveränderungen im Strömungsweg der Luft auf. Zudem ist der Schliessweg 22 (Figur 7) des beweglichen Abschlussteiles 6 entsprechend klein.
Ist zum Beispiel die Breite 19 der Verschlussorgane 8 und 9, d.h.
deren Durchmesser, 20 mm und die lichte Weite der Durchtrittsöffnungen 10 und 11 die Hälfte davon, d.h. 10 mm, so ergibt sich bei einer lichten Weite des Durchtrittsquerschnittes 21 von 5 mm ein Schliessweg 22 des verschiebbaren Abschlussteiles 6 von etwa 6 mm. Eine solche Anordnung führt daher zu extrem kurzen Schliesszeiten. Zudem ist ein kleiner Schliessweg gleichbedeutend mit einer kurzen Beschleunigungsstrecke des beweglichen Abschlussteiles 6 und somit mit einer geringeren Endgeschwindigkeit desselben. Da die Energie, die beim Auftreffen des beweglichen Abschlussteiles 6 auf dem feststehenden Abschlussteil 7 vernichtet werden muss, proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit des beweglichen Abschlussteiles 6 ist, sind die auf die Abschlussteile 6 und 7 einwirkenden Kräfte entsprechend kleiner.
Trifft nun eine Druckwelle auf den sich in Offenstellung befindlichen Abschlussteil 6 auf, so wird dieser entgegen der Kraft der Offenhaltefedern 16 in Richtung des Pfeiles D gegen den feststehenden Abschlussteil 7 bewegt. Beim Auftreffen des Abschlussteiles 6 auf den Abschlussteil 7 kommen die Verschlussorgane 8 des Abschlussteiles 6 seitlich auf den Verschlussorganen 9 des Abschlussteiles 7 zur Auflage, wie das insbesondere in Figur 7 dargestellt ist. An diesen seitlichen Auflagestellen erfolgt unter der Wirkung der Druckwelle eine dichtende Anlage der Verschlussorgane 8 und 9 aneinander. Zudem erfolgt ein seitliches Abstützen der Stäbe 8 des verschiebbaren Abschlussteiles 6 an den Stäben 9 des feststehenden Abschlussteiles 7. Durch dieses Abstützen der Stäbe 8 wird deren Verformung möglichst klein gehalten.
Wie bereits früher erwähnt und insbesondere aus der Figur 4 ersichtlich, erfolgt an den Enden der Verschlussorgane 8 und 9 dank der besondern Ausgestaltung der Verbindungsleisten 12 und 13 auch eine gute Abdichtung an der Stirnseite der Abschlussteile 6 und 7. Wie aus dieser Figur 4 hervorgeht, liegen nämlich die Aussenflächen 8a der Verschlussorgane 8 dichtend auf den Auflageflächen 15 der Verbindungsleisten 13 auf, während ihrerseits die Aussenflächen 9a der Verschlussorgane 9 dichtend auf den Auflageflächen 14 der Verbindungsleisten 12 aufliegen.
Wird beim Explosionsschutzventil gemäss den Figuren 1-3 auch der Abschlussteil 7 im Gehäuserahmen 1 verschiebbar gelagert, so kann dieses Explosionsschutzventil auch beim auf die Druckwelle folgenden Sog schliessen. Beim Auftreffen einer Druckwelle in Richtung des Pfeiles D (Figur 3) auf den Abschlussteil 6 wird dieser auf die vorstehend erläuterte Weise gegen den andern Abschlussteil 7 bewegt, der sich dabei auf Sitzflächen 24 an den Randleisten 3 abstützt. In der auf die Druckwelle folgenden Sogphase, bei der eine Luftströmung in Richtung des Pfeiles S (Figur 3) auftritt, wird der Abschlussteil 6 wieder zurückbewegt, bis er an Sitzflächen 23 an den Randleisten 2 zur Auflage kommt.
Der andere Abschlussteil 7, der ebenfalls in Richtung des Pfeiles S bewegt wird, kommt nun auf dem Abschlussteil 6 zur Auflage, wodurch auf die bereits beschriebene Weise ebenfalls ein Verschliessen der Luftdurchtrittsöffnungen 10 und 11 erfolgt. In Figur 3 sind die Schliesslagen der beiden Abschlussorgane gestrichelt angedeutet und mit 6' bzw. 7' bezeichnet.
In der Figur 5 ist rein schematisch eine weitere Ausführungsform eines Explosionsschutzventiles gezeigt, das ebenfalls sowohl bei einer Druckwelle wie auch beim dieser nachfolgenden Sog selbsttätig schliesst. Dieses Ventil weist gleich wie die Ausführungsform gemäss den Figuren 1-3 einen feststehenden Abschlussteil 7 und einen beweglichen Abschlussteil 6 auf. Diese Abschlussteile entsprechen aufbaumässig im wesentlichen den Abschlussteilen 6 und 7 der Ausführungsform gemäss den Figuren 1-3. Die stabförmigen Verschlussorgane 8 und 9 dieser Abschlussteile 6 und 7 sind an ihren Enden ebenfalls mittels Verbindungsleisten 12 und 13 miteinander verbunden, welche an ihrer dem jeweils andern Abschlussteil 6, 7 zugekehrten Seite ähnlich wie in Figur 4 gezeigt ausgebildet sind.
Oberhalb des verschiebbaren Abschlussteiles 6 ist ein zweiter feststehender Abschlussteil 25 angeordnet, der im Prinzip gleich aufgebaut ist wie der feststehende Abschlussteil 7. Im Gegensatz zu letzterem weist jedoch der zweite Abschlussteil 25 Verschlussorgane 26 auf, die von kreiszylindrischer Form sind. Die zwischen diesen Verschlussorganen 26 vorhandenen Luftdurchlassöffnungen sind mit 27 bezeichnet. Die Verschlussorgane 26 sind an ihren Enden mittels einer Verbindungsleiste 28 miteinander verbunden. Die zwischen den Verschlussorganen 26 liegenden Abschnitte 28a der Verschlussleisten weisen an ihrer dem Abschlussteil 6 zugekehrten Seite eine Auflagefläche 29 auf, die in der Form der Aussenfläche der Verschlussorgane 8 entspricht und auf denen diese Verschlussorgane 8 dichtend aufliegen können.
Der verschiebbare Abschlussteil 6 ist mittels nur schematisch dargestellten Offenhaltefedern 30 in einer Mittellage zwischen den beiden feststehenden Abschlussteilen 7 und 25 gehalten, so dass in Betriebsstellung die Luft durch die Durchtrittsöffnungen 27, 10 und 11 strömen kann.
Bei einer in Richtung des Pfeiles D eintreffenden Druckwelle wird nun der bewegliche Abschlussteil 6 gegen den feststehenden Abschlussteil 7 bewegt, wodurch auf bereits beschriebene Weise ein Verschliessen der Durchtrittöffnungen 10 und 11 erfolgt. Während der nachfolgenden Sogphase wird der verschiebbare Abschlussteil 6 in entgegengesetzter Richtung, d.h. in Richtung des Pfeiles S, vom Abschlussteil 7 gegen den feststehenden Abschlussteil 25 verschoben. Mit dem Auftreffen des Abschlussteiles 6 auf dem Abschlussteil 25 werden nun ebenfalls auf die beschriebene Weise die Durchtrittsöffnungen 10 und 27 verschlossen.
Die Ausführungsform gemäss Figur 5 hat gegenüber dem bereits anhand der Figur 3 beschriebenen, ebenfalls doppelt wirkenden Ventil mit insgesamt nur zwei Abschlussteilen den Nachteil eines grösseren Strömungswiderstandes.
Bei der in Figur 8 nur schematisch angedeuteten Variante unterscheiden sich die Abschlussteile 31 und 32 von den Abschlussteilen 6 und 7 der Ausführungsform gemäss den Figuren 1-3 durch eine andere Querschnittsform der Verschlussorgane 33 bzw. 34, welche zwischen sich mit 35 bzw.
36 bezeichnete Durchtrittsöffnungen festlegen. Wie die Figur 8 zeigt, haben die ebenfalls stabförmig ausgebildeten Verschlussorgane 33 und 34 einen rechteckförmigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt und weisen an ihren den Verschlussorganen des andern Abschlussteiles 31, 32 zugekehrten Kanten schräge Auflageflächen 38 bzw. 38 auf. In Schliessstellung der beiden Abschlussteile 31 und 32 liegen nun die Verschlussorgane 33 mit ihren Auflageflächen 38 auf den Auflageflächen 39 benachbarter Verschlussorgane 34 des Abschlussteiles 32 auf.
Wegen der kantigen Ausbildung der Verschlussorgane 33 und 34 sind bei dieser Ausführungsform die Strömungsverhältnisse ungünstiger als beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 1-3.
In diesem Zusammenhang ist noch darauf hinzuweisen, dass die Verschlussorgane an sich jede geeignete Querschnittsform haben können, so z.B. auch eine elliptische.
Beim Ventil gemäss den Figuren 1-3 können die Abschlussteile 6 und 7 nach Entfernung der lösbaren Randleisten 3 leicht ein- und ausgebaut werden. Dadurch, dass diese lösbaren Randleisten 3 an den Teil des Gehäuserahmens 1 bildenden Rändern 5 anliegen, lassen sich über die Randleisten 2 und 3 und die Ränder 5 grosse Kräfte von den Abschlussteilen 6, 7 auf den Gehäuserahmen 1 übertragen.
Ein allenfalls erforderlich werdendes Auswechseln der Randleisten 3 lässt sich auf einfache Weise bewerkstelligen.
Wird, wie anhand der Figuren 6 und 7 erläutert, dafür gesorgt, dass der Schliessweg des beweglichen Abschlussteiles 6 klein ist, so genügt ein geringes Spiel zwischen dem beweglichen Abschlussteil 6 und dem Gehäuserahmen 1, um ein Verkanten und damit Festklemmen des beweglichen Abschlussteiles 6 zu verhindern, und zwar selbst dann, wenn die Druckwelle schräg auftreffen sollte.
Durch entsprechende Bemessung der stabförmigen Verschlussorgane 8 und 9 ist es möglich, Explosionsschutzventile der beschriebenen Art herzustellen, die bei Druckwellen bis zu 100 bar und mehr ohne Beschädigung einwandfrei arbeiten und die trotzdem einen geringen Strömungswiderstand aufweisen.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Verbindungsleisten 12 und 13 so ausgebildet, dass die Verschlussorgane 8 und 9 an ihrer den Verbindungsleisten 12, 13 des jeweils andern Abschlussteils 6, 7 zugekehrten Seite freiliegen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Verbindungsleisten 12, 13 die Verschlussorgane 8, 9 übergreifen. In diesem Fall sind die übergreifenden Abschnitte der Verbindungsleisten und die Auflageflächen 14 und 15 der jeweils andern Verbindungsleisten 12, 13 so auszubilden, dass die übergreifenden Abschnitte der Verbindungsleisten auf den Auflageflächen 14, 15 der gegenüberliegenden Verbindungsleiste dichtend aufliegen.
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PATENT CLAIMS
1.Quick-closing device for air outlets, in particular for air ducts of protective structures, with at least two interacting end parts, which can be moved relative to one another into a closed position and away from one another into an open position and of which each end part has interconnected closure members which are separated from one another by through openings, wherein the closure members of the one end part are offset from the closure members of the other end part in such a way that in the closed position of the two end parts the closure members of the one end part cover the passage openings in the other end part and the dimension of each closure member transverse to the direction of movement of the end parts is greater than the clear width of the each passage opening to be covered,
characterized in that the closure members (8, 9) of each end part (6, 7) are designed such that, when the end parts (6, 7) are in the closed position, they protrude into the passage openings (10, 11) in the other end part (6, 7) and lie laterally on adjacent closure members (8, 9) of the other end part (6, 7).
2. Device according to claim 1, characterized in that the closure members (8, 9) are rod-shaped and are curved on their side facing the other end part (6, 7).
3. Device according to claim 2, characterized in that the outer surfaces (8a, 9a) of the closure members (8, 9) at least on the side facing the other end part (6, 7) are formed by the outer surface of a cylinder, preferably a circular cylinder .
4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the closure members (8, 9) are arranged substantially parallel to each other and at practically equal mutual distances (A) and that the closure members (8, 9) each have a closing part ( 6, 7) with respect to the closure members (8, 9) of the other end part (6, 7) are offset by half the distance (a) between the closure members (8, 9).
5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the closure members (8, 9) of each end part (6, 7) are connected to one another at their ends by means of a connecting member (12, 13), the between the closure members (8 , 9) lying sections (12a, 13a) on the side facing the other end part (6, 7) has a seat (14, 15) for a closure member (8, 9) of this other end part (6, 7) on which in The closed position of this closure member (8, 9) or a section of the connecting member overlapping it comes to a sealing contact.
6. Device according to claim 5, characterized in that each seat is formed by a support surface (14, 15), the shape of the shape of the support surface (8a, 9a) of the associated closure member (8, 9) or the cross-section thereof Liaison body corresponds.
7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that in the open position of the closure parts (6, 7) the clear width of the passage (21) between a respective closure member (8) of the one closure part (6) and the adjacent closure member ( 9 ', 9 ") of the other end part (7) is approximately half the size of the clear width of the passage openings (10, 11).
8. Device according to one of claims 1-7, characterized in that the one end part (7) is stationary and the other end part (6) is slidable, wherein in the open position the slidable end part (6) by an open holding force, e.g. is held by spring force at a distance from the fixed end part (7).
9. Device according to one of claims 1-7, characterized in that the two end parts (6, 7) are designed to be displaceable and in the open position by an open holding force, e.g. are held at a distance from each other by spring force.
10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the displaceable end part (6) or the displaceable end parts (6, 7) are guided in a housing (1), the stops (2, 3) for limiting the displacement path each End part (6, 7).
11. The device according to any one of claims 1-7, characterized by two fixed end parts (7, 25) arranged at a distance and a displaceable third end part (6) arranged between the latter, which in the open position by an open holding force, e.g. by spring force, is held in a central position ..
12. Device according to one of claims 1-11, characterized in that the passage openings (11) of at least one end part (7) are designed to widen in the direction away from the other end part (6).
The present invention relates to a quick-closing device for air outlets, in particular for air lines of protective structures, according to the preamble of claim 1.
A quick-closing device, which is also referred to as an explosion protection valve, is understood to mean an automatically closing and opening valve which is open in its operating position, i.e. allows air to pass through and moves automatically into the closed position when a pressure wave of a certain size occurs. Valves of this type are provided in particular in air lines which lead to explosion-prone rooms, such as, for example, protective rooms, and serve to prevent a pressure wave from penetrating into the space to be protected or from the spread of a pressure wave arising in a room.
Such quick-closing valves are required that on the one hand they have the lowest possible air resistance during ventilation operation and on the other hand when pressure waves hit them in a very short time, i.e. in a fraction of a second, close and absorb the pressure surges without damage.
Explosion protection valves of this type are now known, in which there is a fixed seat part which is formed by parallel rods which are separated from one another by air passage openings (US Pat. Nos. 3,015,342 and 3,296,952). To close these air passage openings there are individually displaceable locking rods which are held in the open position by springs with a soft spring characteristic and which are moved into their closed position when subjected to a pressure wave while overcoming the spring force. In order to avoid that a locking rod can tilt during its closing movement, which would prevent proper closing, precise guides are required for each individual rod. These known valves are therefore very expensive to construct.
In CH-PS 427514 or the corresponding US-PS 3 301168 a quick-closing device of the type mentioned is now described, in which the closure members separated by air passage openings of both the fixed end part and the displaceably guided end part are connected at their ends . The closure organs
of the displaceable end part offset relative to the closure members of the fixed end part such that, in the closed position of the displaceable end part, its closure members cover the passage openings of the fixed end part. This device now has the advantage over the solution explained above that, because of the connection of the closure elements of the movable closure part to an integral component, only this element has to be guided and no longer the individual closure elements. In contrast, however, this quick-closing device now has the disadvantage that, in the open position, it opposes a great resistance to the air flowing through it. In the case of a design for larger flow rates, this means that the quick-closing device must be dimensioned correspondingly large.
However, this often brings with it difficulties, since the space available for installing such a quick-closing device in the air line is often limited.
Furthermore, the lamellar closure members of the movable end part are unable to withstand excessive pressure surges, so that this known quick-closing valve is not possible for use at high pressures to be expected.
The present invention has for its object to provide a quick-closing device of the type mentioned, which can withstand the stresses occurring without damage even under the influence of high pressure surges and which ensures a largely tight seal in the closed position of the end parts.
According to the invention, this object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1.
The inventive design of the closure members of both closure parts ensures that the closure members of one closure part can rest on adjacent closure members of the other closure part in such a way that the closing pressure caused by the pressure surge causes a perfect seal at the support points and the closure members adhere to each other can support the other closure members, so that permanent deformation of the closure members can be prevented.
Preferably, the closure members are now rod-shaped and curved on their side facing the other end part.
Are the closure members of each closure part connected to each other at their ends by means of a connecting member, the sections between the closure members on the side facing the other closure part has a seat for a closure member of this other closure part, on which in the closed position of this closure member or an overlapping section thereof Connecting element comes to the sealing support, a good sealing effect is achieved with relatively simple means even at the ends of the closure members, even if the end parts meet somewhat shifted in the direction of the longitudinal extent of the closure members.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.
It shows purely schematically:
1 is a view of an explosion protection valve with two end parts,
2 shows a section along the line II-II in FIG. 1,
3 on a larger scale than in FIG. 1, a section along the line III-III in FIG. 1,
4 is a perspective view of part of the end region of the two end parts in the closed position,
5 in a representation corresponding to FIG. 3, another embodiment of an explosion protection valve with two fixed end parts and one movable end part,
6 and 7 in section a part of the closure members of two end parts in the open or closed position, and
Fig. 8 in section a part of two end parts of a third embodiment of an explosion protection valve.
The explosion protection valve shown in FIGS. 1-3 has a rectangular housing frame 1.
which has an inwardly projecting edge strip 2 on one side. On the latter opposite end face of the frame 1 there are also edge strips 3 which are fastened to the housing frame 1 by means of screws 4 and which are supported on a projecting edge section 5 of the housing frame. Within the space delimited by the edge strips 2 and 3, two end parts 6 and 7 are arranged, of which the end part 7 is fixed and the other end part 6 is displaceable in the direction of arrow D. Each of these end parts 6 7 has rod-shaped closure members 8 and 9, which run parallel to one another and are arranged at equal intervals A (FIG. 3). The closure members 8 and 9 of each end part 6 and 7 are separated from one another by air passage openings 10 and 11, respectively.
The closure members 8 of the movable end part 6 have a circular cross section, which means that their outer surface 8a is formed by the outer surface of a circular cylinder. In contrast, the closure members 9 of the fixed end part 7 have an elongated cross-sectional shape. On their side facing the movable end part 6, these closure members 9 have an outer surface 9a, which is likewise formed by a section of an outer surface of a circular cylinder. The closure members 9 taper in the direction away from the movable end part 6, so that the through openings 11 between the closure members 9 widen in a diffuser-like manner.
This configuration of the through openings 11 results in an improvement in the flow conditions, which entails an increase in the flow rate for a given flow area of the explosion protection valve and for a given pressure drop. The design of the closure members 9 shown also increases the strength of the end part 7 compared to an embodiment with the closure members 8 corresponding circular cylindrical locking members Ver.
Both the closure members 8 of the displaceable end part 6 and the closure members 9 of the fixed end part 7 are connected to each other at their ends by a connecting bar 12 or 13, as can be seen in particular from FIGS. 3 and 4.
By means of these connecting strips 12 and 13, the closure members 8 and 9 are held in their mutual position.
in which the closure members 8 are offset from the closure members 9 in such a way that the closure members 8, 9 of one end part 6, 7 lie opposite the through openings 10, 11 of the other end part 6, 7 in order to be able to close these through openings 10, 11. As can be seen in particular from FIG. 6, the closure members 8 are offset from the closure members 9 by an amount B that is approximately half the distance A between the central axes of adjacent closure members 8 and 9 of a closure part 6 and 7.
The sections 1 2a and 13a of the connecting strips 12 and 13 lying between the closure members 8 and 9 are set back on their side facing the other end part 6 and 7 and have a contact surface 14 and 15 for each closure member 8 and 9 on. The shape of these bearing surfaces 14 and 15 correspond to the outer surfaces 8a and 9a of the closure members 8 and 9, with which they have to cooperate in a sealing manner when the closure parts 6, 7 are in the closed position.
As can be seen from FIG. 2, the movable end part 6 is held in its open position by spring elements 16, which are only shown schematically, in which it rests on the edge strip 2 and runs at a distance from the fixed end part 7. To guide the end part 6 1 guide strips 17 and 18 are arranged above and below in the housing frame. The lateral guidance of the end part 6 can take place either through the inner wall of the housing frame 3 or also through guide strips.
A particularly favorable arrangement of the closure members 8 and 9 will now be explained with reference to FIGS. 6 and 7, in which the closure members 9 of the fixed end part 7 are also shown as circular cylindrical rods for the sake of simplicity. If, in the open position, the two end parts 6 and 7 are held at such a distance that the clear width of the passage 21 between each one closure member 8 of the end part 6 and the adjacent closure members 9 'and 9 "of the other end part 7 is approximately half of the clear There are no unfavorable cross-sectional changes in the flow path of the air in the width 20 of the through openings 10 and 11 between the closure members 8 and 9. In addition, the closure path 22 (FIG. 7) of the movable closure part 6 is correspondingly small.
For example, is the width 19 of the closure members 8 and 9, i.e.
whose diameter, 20 mm and the clear width of the passage openings 10 and 11 half of it, i.e. 10 mm, so with a clear width of the passage cross section 21 of 5 mm there is a closing path 22 of the displaceable end part 6 of about 6 mm. Such an arrangement therefore leads to extremely short closing times. In addition, a small closing path is synonymous with a short acceleration distance of the movable end part 6 and thus with a lower top speed of the same. Since the energy which must be dissipated when the movable end part 6 strikes the fixed end part 7 is proportional to the square of the speed of the movable end part 6, the forces acting on the end parts 6 and 7 are correspondingly smaller.
If a pressure wave strikes the closing part 6 which is in the open position, it is moved against the force of the holding springs 16 in the direction of arrow D against the fixed closing part 7. When the end part 6 strikes the end part 7, the closure members 8 of the end part 6 come to rest laterally on the closure members 9 of the end part 7, as is particularly shown in FIG. At these lateral support points, sealing elements 8 and 9 are in sealing contact with one another under the action of the pressure wave. In addition, there is lateral support of the rods 8 of the displaceable end part 6 on the rods 9 of the fixed end part 7. This support of the rods 8 keeps their deformation as small as possible.
As already mentioned earlier and in particular can be seen from FIG. 4, at the ends of the closure members 8 and 9, thanks to the special design of the connecting strips 12 and 13, there is also a good seal on the end face of the end parts 6 and 7. As can be seen from this FIG. 4, namely, the outer surfaces 8a of the closure members 8 lie sealingly on the bearing surfaces 15 of the connecting strips 13, while in turn the outer surfaces 9a of the closing elements 9 lie sealingly on the bearing surfaces 14 of the connecting strips 12.
If, in the case of the explosion protection valve according to FIGS. 1-3, the closing part 7 is also displaceably mounted in the housing frame 1, this explosion protection valve can also close when the suction follows the pressure wave. When a pressure wave hits the end part 6 in the direction of arrow D (FIG. 3), the latter is moved in the manner explained above against the other end part 7, which is supported on seating surfaces 24 on the edge strips 3. In the suction phase following the pressure wave, in which an air flow occurs in the direction of arrow S (FIG. 3), the end part 6 is moved back again until it comes to rest on seat surfaces 23 on the edge strips 2.
The other end part 7, which is also moved in the direction of arrow S, now comes to rest on the end part 6, as a result of which the air passage openings 10 and 11 are also closed in the manner already described. In Figure 3, the closed positions of the two closing members are indicated by dashed lines and designated 6 'and 7'.
A further embodiment of an explosion protection valve is shown purely schematically in FIG. 5, which also closes automatically in the event of a pressure wave as well as during the suction that follows it. Like the embodiment according to FIGS. 1-3, this valve has a fixed end part 7 and a movable end part 6. The structure of these end parts essentially corresponds to the end parts 6 and 7 of the embodiment according to FIGS. 1-3. The rod-shaped closure members 8 and 9 of these end parts 6 and 7 are also connected to one another at their ends by means of connecting strips 12 and 13, which on their side facing the other end part 6, 7 are configured similarly as shown in FIG.
Above the displaceable end part 6, a second fixed end part 25 is arranged, which in principle is constructed in the same way as the fixed end part 7. In contrast to the latter, however, the second end part 25 has closure members 26 which are of circular cylindrical shape. The air passage openings between these closure members 26 are designated 27. The closure members 26 are connected to one another at their ends by means of a connecting strip 28. The sections 28a of the closure strips lying between the closure members 26 have, on their side facing the closure part 6, a bearing surface 29 which corresponds in shape to the outer surface of the closure members 8 and on which these closure members 8 can rest sealingly.
The displaceable end part 6 is held in a central position between the two fixed end parts 7 and 25 by means of holding springs 30 which are only shown schematically, so that in the operating position the air can flow through the through openings 27, 10 and 11.
In the event of a pressure wave arriving in the direction of arrow D, the movable end part 6 is now moved against the fixed end part 7, as a result of which the passage openings 10 and 11 are closed in the manner already described. During the subsequent suction phase, the displaceable end part 6 is moved in the opposite direction, i.e. in the direction of arrow S, moved from the end part 7 against the fixed end part 25. When the closing part 6 strikes the closing part 25, the through openings 10 and 27 are now also closed in the manner described.
The embodiment according to FIG. 5 has the disadvantage of a greater flow resistance compared to the likewise double-acting valve already described with reference to FIG. 3 with a total of only two end parts.
In the variant indicated only schematically in FIG. 8, the end parts 31 and 32 differ from the end parts 6 and 7 of the embodiment according to FIGS. 1-3 by a different cross-sectional shape of the closure members 33 and 34, which are identified by 35 or
Define 36 designated openings. As FIG. 8 shows, the closure members 33 and 34, which are also rod-shaped, have a rectangular, in particular square, cross section and have oblique contact surfaces 38 and 38 on their edges facing the closure members of the other end part 31, 32. In the closed position of the two closure parts 31 and 32, the closure members 33 now rest with their support surfaces 38 on the support surfaces 39 of adjacent closure members 34 of the closure part 32.
Because of the angular design of the closure members 33 and 34, the flow conditions in this embodiment are less favorable than in the embodiment according to FIGS. 1-3.
In this context, it should also be pointed out that the closure members themselves can have any suitable cross-sectional shape, e.g. also an elliptical.
In the valve according to FIGS. 1-3, the end parts 6 and 7 can be easily installed and removed after removing the detachable edge strips 3. Because these detachable edge strips 3 rest against the edges 5 forming part of the housing frame 1, large forces can be transmitted from the end parts 6, 7 to the housing frame 1 via the edge strips 2 and 3 and the edges 5.
If necessary, the edge strips 3 can be replaced in a simple manner.
If, as explained with reference to FIGS. 6 and 7, it is ensured that the closing path of the movable end part 6 is small, a slight play between the movable end part 6 and the housing frame 1 is sufficient to tilt and thus clamp the movable end part 6 prevent, even if the pressure wave should hit at an angle.
By appropriate dimensioning of the rod-shaped closure members 8 and 9, it is possible to manufacture explosion protection valves of the type described which work perfectly without pressure damage in the event of pressure waves of up to 100 bar and which nevertheless have a low flow resistance.
In the exemplary embodiments shown, the connecting strips 12 and 13 are designed such that the closure members 8 and 9 are exposed on their side facing the connecting strips 12, 13 of the respective other end part 6, 7. However, it is also possible for the connecting strips 12, 13 to overlap the closure members 8, 9. In this case, the overlapping sections of the connecting strips and the contact surfaces 14 and 15 of the respective other connecting strips 12, 13 are to be designed such that the overlapping sections of the connecting strips lie sealingly on the contact surfaces 14, 15 of the opposite connecting strip.