CH692806A5 - Ventil für eine Explosionsschutzvorrichtung. - Google Patents

Description

  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventil für eine Explosionsschutzvorrichtung, wie es im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist, auf eine Explosionsschutzvorrichtung mit einem solchen Ventil nach Patentanspruch 9 und auf ein Transportrohr mit einer solchen Explosionsschutzvorrichtung nach Patentanspruch 10. 



  Derartige Ventile werden beispielsweise bei Explosionsschutzvorrichtungen in explosionsgefährdeten Industrieanlagen zum selbsttätigen Verhindern des Durchschlagens von Druckwellen und/oder Flammen von einem explosionsgefährdeten Anlageteil in einen benachbarten Anlageteil eingesetzt. Bei Explosionsschutzvorrichtungen ist von entscheidender Bedeutung, dass im Bedarfsfall der Durchgang zwischen zwei Anlageteilen, im Allgemeinen ein Transportrohr, möglichst rasch dicht verschlossen wird. Der Schliessvorgang muss abgeschlossen sein, bevor Druckwellen und/oder Flammen bei der Schliessstelle eintreffen. Hierzu wird ein Schliesselement mit hoher Geschwindigkeit in den zu verschliessenden Durchgang bewegt und bei Erreichen der Schliessstellung rasch abgebremst. 



  In der EP-A-0 824 027 ist eine Explosionsschutzvorrichtung mit einem Ventil beschrieben, das ein Rohrstück mit einer \ffnung in der Wand aufweist, durch die von aussen ein Schieber als Schliesselement in das Rohrstück hineinschiebbar ist, welcher in der Schliessstellung den Durchgang verschliesst. Dieses Ventil ist vor allem für gasdurchströmte Transportrohre geeignet. Sind die Gasströme mit Festkörperprodukten beladen, besteht die Gefahr der Ansammlung von Festkörperteilchen im Schliessbereich, was einerseits zu einem undichten Schliessen führen kann und anderseits das Ventil verunreinigt, was bei einem Produktwechsel oft eine aufwändige Reinigung notwendig macht. 



  Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben beschriebenen Ventile liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zu Grunde. Zu schaffen ist ein Ventil für eine Explosionsschutzvorrichtung der eingangs erwähnten Art, das auch für den Einsatz bei produktbeladenen Gasströmen geeignet ist und jederzeit ein dichtes Schliessen gewährleistet. 



  Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Ventil gelöst, wie es im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. In den Patentansprüchen 9 und 10 sind eine Explosionsschutzvorrichtung mit einem derartigen Ventil sowie ein Transportrohr mit einer solchen Explosionsschutzvorrichtung definiert. 



  Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass bei einem Ventil für eine Explosionsschutzvorrichtung an der Innenseite der Wand eines Rohrstücks eine dehnbare Membran angeordnet ist, die ein Innenrohr bildet, das durch Gegeneinanderdrücken einander gegenüberliegender Membranbereiche verschliessbar ist. Zum Gegeneinanderdrücken der Membranbereiche ist mindestens ein von aussen durch eine \ffnung in der Rohrwand in das Rohrstück hineinschiebbarer Schieber vorgesehen. 



  Die ein Innenrohr bildende dehnbare Membran bietet keine Ansatzstelle für das Ansammeln von Festkörperteilchen eines produktbeladenen Gasstromes. Daher wird das Ventil kaum verunreinigt und ein jederzeitiges dichtes Schliessen ist möglich. 



  Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante umfasst das Ventil zwei einander gegenüberliegende, aufeinander zu bewegbare, flache Schieber. Diese beiden Schieber können ebene Stirnflächen aufweisen, deren Form unabhängig von der Rohrwandinnenseite ist und die beim Verschliessen das Innenrohr zwischen sich zusammenquetschen. Da zwei Schieber verwendet werden, kann auch der beim Schliessvorgang von jedem Schieber zurückzulegende Weg halbiert werden, wodurch die Schliesszeit reduziert wird. 



  Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst das Ventil einen flachen Schieber, dessen Stirnpartie im Wesentlichen komplementär zum ihr gegenüberliegenden Teil der Rohrwandinnenseite geformt ist. Dieses Ventil hat den Vorteil, dass es nur einen Schieberantrieb benötigt und relativ einfach aufgebaut und kostengünstig ist. 



  Vorzugsweise ist mindestens am einen Ende des Rohrstücks des erfindungsgemässen Ventils ein Flansch zur Befestigung des Rohrstücks an einem Rohr einer Industrieanlage vorhanden und erstreckt sich die dehnbare Membran über einen Teil der Flanschaussenseite, wo sie als Dichtung zwischen Ventilflansch und Rohrflansch wirkt. Die dehnbare Membran übt so sowohl eine Verschluss- als auch eine Dichtungsfunktion aus und wird durch die Flanschverbindung zwischen Rohr und Rohrstück festgeklemmt. 



  Im Folgenden werden ein erfindungsgemässes Ventil und eine Explosionsschutzvorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels detaillierter beschrieben. 



  Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Explosionsschutzvorrichtung mit einem Ventil mit zwei einander gegenüberliegenden, flachen Schiebern. 



  Die dargestellte Explosionsschutzvorrichtung umfasst ein Ventil 1 mit einem Rohrstück mit einer Rohrwand 11, an deren beiden Enden je ein Flansch 12 bzw. 16 angebracht, hier angeschweisst, ist. Über die Innenseite der Rohrwand 11 und über einen Teil der jeweiligen Aussenseite der beiden Flansche 12, 16 erstreckt sich eine dehnbare Membran 14, die ein Innenrohr bildet. Die an den beiden Flanschen 12, 16 anliegenden Membranbereiche sind je mit einer Ringwulst 141 bzw. 142 versehen, die von ringförmigen Ausnehmungen der Flansche 12 bzw. 16 aufgenommen werden. Auf diese Weise ist die dehnbare Membran 14 bereits ziemlich fest am Rohrstück angebracht. 



  Mittels der Flansche 12, 16 kann das Ventil 1 beispielsweise an einem Rohr einer Industrieanlage befestigt werden. Dabei wird die dehnbare Membran 14 zwischen Ventilflansch und Rohrflansch festgeklemmt und dient gleichzeitig als Dichtung. 



  Gegenüberliegende Bereiche der dehnbaren Membran 14 können mittels zweier Schieber 15 bzw. 15 min  von der Rohrwandinnenseite weg- und gegeneinander gedrückt werden. In der zusam mengedrückten Stellung, die gestrichelt dargestellt ist, verschliesst die dehnbare Membran 14 den Durchgang durch das Rohrstück, sodass weder Druckwellen noch Flammen passieren können, und zwar in keiner der beiden Richtungen A, B. Das Ventil kann auch langsam geschlossen und geöffnet werden und somit als Absperrorgan dienen. 



  Die dehnbare Membran 14 besteht beispielsweise aus Kautschuk, insbesondere Siliconkautschuk, der quetschfähig ist, ohne dass er bricht. Mit Vorteil wird ein Kautschuk benutzt, der zur Verwendung in Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen ist. Die Dicke der dehnbaren Membran 14 beträgt zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 5 mm. Die Membran kann auch eine Gewebeverstärkung aufweisen. 



  Die beiden Schieber 15, 15 min  sind relativ flach ausgebildet und weisen eine Breite auf, die in etwa dem Innendurchmesser des Rohrstücks entspricht. Ihre einander gegenüberliegenden Stirnflächen 151 bzw. 151 min  sind im wesentlichen eben mit abgerundeten Kanten, um die dehnbare Membran 14 nicht zu schädigen. Durch schlitzförmige \ffnungen 111 und 111 min in der Rohrwand 11 sind die Schieber 15, 15 min  in das Rohrstück hineinschiebbar. Zur Führung der Schieber 15, 15 min  sind an der Rohrwand 11 Schieberführungen 13 und 13 min  angebracht, hier angeschweisst. 



  Der Antrieb der Schieber 15, 15 min  erfolgt auf herkömmliche Art, wobei grundsätzlich viele unterschiedliche Möglichkeiten bestehen. In der EP-A-0 824 027 sind verschiedene Schieberbewegungsmechanismen und Auslöseeinrichtungen beschrieben, die sehr kurze Schliesszeiten ohne Verwendung eines pyrotechnischen Zünders ermöglichen. 



  Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schieber 15, 15 min  an Kolbenstangen 2, 2 min  angebracht, an denen Kolben 3, 3 min  befestigt sind. Die Kolben 3, 3 min  sind in Zylindern 4, 4 min  bewegbar gelagert, wobei an der Peripherie der Kolben 3, 3 min  Ringdichtungen 31, 31 min  angeordnet sind, die für eine Abdichtung zur Zylinderinnenwand hin sorgen. Das Innere der Zylinder 4, 4 min  wird durch die Kolben 3, 3 min  je in eine erste Kammer 41, 41 min  und zweite Kammer 42, 42 min  unterteilt. 



  Die Kolbenstangen 2, 2 min  sind zur dehnbaren Membran 14 hin mittels komprimierten Federn 6, 6 min , die in Federgehäusen 61, 61 min  gelagert sind, vorgespannt. Die Federn 6, 6 min drücken um die Kolbenstangen 2, 2 min  herum angeordnete Hülsen 21, 21 min  gegen Ringköpfe 22, 22 min , die an fest mit den Kolbenstangen 2, 2 min  verbundenen Ringplatten 23, 23 min  anliegen und so eine Vorspannung erzeugen. Diese Vorspannung kann gewünschtenfalls erhöht werden, indem in den zweiten Kammern 42, 42 min  ein Überdruck im Vergleich zu den ersten Kammern 41, 41 min  erzeugt wird. Dies kann mittels Druckgaszufuhr aus um die Zylinder 4, 4 min  herum angeordneten, nicht dargestellten Druckgasspeichern über Gaskanäle 43, 43 min  erfolgen. 



  In den zweiten Kammern 42, 42 min  sind Auslöseeinrichtungen 5, 5 min  ortsfest angebracht, die mittels ringförmigen Elektromagneten 51, 51 min  die fest mit den Kolbenstangen 2, 2 min  verbundenen Ringplatten 23, 23 min  so lange elektromagnetisch anziehen und in der dargestellten Position halten, wie den Elektromagneten 51, 51 min  Strom zugeführt wird. Die Stromzufuhr erfolgt über hier nicht gezeichnete elektrische Leitungen und wird durch einen Sensor zur Explosionserkennung bekannter Art, insbesondere einen Druck- oder Infrarotsensor, der in einem benachbarten explosionsgefährdeten Anlageteil angeordnet bzw. mit demselben verbunden ist, gesteuert. 



  Bei Unterbruch der Stromzufuhr verlieren die Elektromagneten 51, 51 min  ihre Anziehungskraft und die Schieber 15, 15 min werden über die Kolbenstangen 2, 2 min  durch die Federn 6, 6 min  und gegebenenfalls durch den Überdruck in den zweiten Kammern 42, 42 min  im Vergleich zu den ersten Kammern 41, 41 min  in ihre Schliessstellung bewegt, in der die dehnbare Membran 14 den Durchgang durch das Rohrstück vollständig verschliesst. Falls mit Überdruck in den zweiten Kammern 42, 42 min  gearbeitet wird, sorgen die mit diesen verbundenen Druckgasspeicher, dass während der ganzen Bewegung der Kolbenstangen 2, 2 min  und Kolben 3, 3 min  der Überdruck aufrechterhalten bleibt. 



  Um nach einer erfolgten Schliessung des Ventils 1 die Schieber 15, 15 min , Kolbenstangen 2, 2 min  etc. wieder in ihre Ausgangsposition zurückzubewegen und wieder vorzuspannen, wird in den ersten Kammern 41, 41 min  durch Druckgaszufuhr über Gaskanäle 44, 44 min  ein Überdruck im Vergleich zu den zweiten Kammern 42, 42 min  erzeugt, der ausreicht, um die Federn 6, 6 min  zu komprimieren. 



  Um den auftretenden Drücken standzuhalten, werden verschiedene Gehäuseteile 7 und 70 bzw. 7 min  und 70 min  der Explosionsschutzvorrichtung mittels Zugankern 8, 8 min  zusammengehalten. 



  Mit 9 und 9 min  sind verschiedene Ringdichtungen bezeichnet. 



  Zu dem vorbeschriebenen Ventil und der Explosionsschutzvorrichtung sind weitere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei noch, dass das erfindungsgemässe Ventil auch in Explosionsschutzvorrichtung mit Auslöseeinrichtungen, die einen pyrotechnischen Zünder umfassen, verwendbar ist.

Claims (10)

1. Ventil (1) für eine Explosionsschutzvorrichtung, mit einem Rohrstück und mindestens einem von aussen durch eine \ffnung (111, 111 min ) in der Wand (11) des Rohrstücks in dieses hineinschiebbaren Schieber (15, 15 min ), dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der Rohrwand (11) eine dehnbare Membran (14) angeordnet ist, die ein Innenrohr bildet, das durch Zusammendrücken einander gegenüberliegender Rohrwandbereiche der Membran (14) mittels des mindestens einen Schiebers (15, 15 min ) verschliessbar ist.

2. Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei einander gegenüberliegende, aufeinander zu bewegbare, flache Schieber (15, 15 min ) umfasst.

3.

Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen flachen Schieber umfasst, dessen Stirnpartie im Wesentlichen komplementär zum ihr gegenüberliegenden Teil der Rohrwandinnenseite geformt ist.

4. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die \ffnung bzw. \ffnungen (111, 111 min ), durch die der bzw. die Schieber (15, 15 min ) in das Rohrstück hineinschiebbar ist bzw. sind, schlitzartig ausgebildet ist bzw. sind.

5. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Rohrstück mindestens eine Schieberführung (13, 13 min ) angeordnet ist.

6.

Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens am einen Ende des Rohrstücks ein Flansch (12, 16) zur Befestigung des Rohrstücks an einem Rohr einer Industrieanlage vorhanden ist und die dehnbare Membran (14) sich über einen Teil der Flanschaussenseite erstreckt und als Dichtung zwischen Flansch (12, 16) und Rohr wirkt.

7. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dehnbare Membran (14) als wesentliches Material Kautschuk, insbesondere Siliconkautschuk, umfasst, der vorzugsweise zur Verwendung in Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen ist, und eine Gewebeeinlage aufweist.

8. Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dehnbare Membran (14) eine Dicke zwischen 2 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 5 mm, aufweist.

9.

Explosionsschutzvorrichtung in einer explosionsgefährdeten Industrieanlage zum selbsttätigen Verhindern des Durchschlagens von Druckwellen und/oder Flammen von einem explosionsgefährdeten Anlageteil in einen benachbarten Anlageteil, mit einem Ventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Transportrohr für produktbeladene Gasströme mit einer Explosionsschutzvorrichtung nach Anspruch 9.