DE1908383A1

DE1908383A1 - Pressure valve for protection rooms

Info

Publication number: DE1908383A1
Application number: DE19691908383
Authority: DE
Inventors: Werner Hochstrasser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-02-26
Filing date: 1969-02-20
Publication date: 1969-09-11
Also published as: CH486656A; NL6902891A; SE342394B

Description

Druckventil für Schutzräume Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckventil für bel@ftete Schutzräume. Pressure valve for shelters The present invention relates to a Pressure valve for ventilated shelters.

Bei jeder nuklearen Explosion werden enorme Mengen von Energie plötzlich in einem sehr begrenzten Bereich freigesetzt. Dadurch entstehen ausserordentlich hohe Temperaturen, die aur Folge haben, dass ein grosser Teil dieser Energie In Form von Strahlung abgegeben wird. Gleighzeitig werden aber durch diese plötzliche und intensive Erwärmung auch extreme Drücke erzeugt, die infolge der beschränkten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckphänomene und andererseitz der Raschheit der Freisetzung der Energie so hoch anwachsen, dass eine starke Stosarront entsteht. In genügender Entfernung vom Explozionszentrum verläuft diese Stossfront in der Nähe der Erdoberfläche ziemlich genau senkrecht zu ihr. Bei diesem Teil der Stossfront, dem sog. Machstamm, erfolgt der Druckanstieg auf den Spitzenwert innerhalb von ca. 10 Millisekunden, und dieganze pozitive Druckphase dauert je nach Bomben-Kaliber und Lage des Sprengpunktes ungefähr 0,5 -1,5 Sekunden. Dahinter folgt eine Sogphase, wobei der Druck für ungefähr die 10-fache Zeit unter dem Atmosphärendruck bleibt.With every nuclear explosion, enormous amounts of energy are suddenly released released in a very limited area. This creates extraordinary high temperatures, which result in a large part of this energy being in Form of radiation is given off. However, this will be simultaneous due to this sudden and intense heating also produces extreme pressures as a result of the restricted The speed of propagation of the pressure phenomena and, on the other hand, the rapidity of the Release of energy so high grow that a strong stosarront arises. This shock front runs at a sufficient distance from the explosion center near the surface of the earth, pretty much perpendicular to it. In this part of the In the shock front, the so-called Mach trunk, the pressure rises to the peak value within of approx. 10 milliseconds, and the entire positive pressure phase lasts depending on the bomb caliber and location of the detonation point approximately 0.5-1.5 seconds. This is followed by a suction phase, the pressure remaining below atmospheric for approximately 10 times the time.

Unmittelbar hinter der Stosstront treten fUr eine Zeitdauer von wenigen Zehntelssekunden Teilchen-Geschwindigkeiten auf, die bei starken Stössen auf Staudrücke von der gleichen Grössenordnung wie der Druck der vorlaufenden Welle fahren und somit zur normale Begriffe unworstellbar hohe Windgeschwindigkeiten ergeben.Step immediately behind the shock stream for a period of a few Tenth of a second particle velocities that occur with strong impacts on dynamic pressures of the same order of magnitude as the pressure of the leading wave and Hence, unimaginably high wind speeds result in normal terms.

Der Druck der vorlaufenin Welle der Stossfront wird an einer Wand, die senkrecht zur Ebene der Stossfront, d.h.The pressure of the advancing wave of the shock front is on a wall, which is perpendicular to the plane of the shock front, i.e.

parallel zur Fortbewegungsrichtung des Sosses steht, gemessen, da die Druckwelle beim Auftreffen auf eine Wand, welche parallel sur Stossfront, also senkrecht sur Fortpflanzungsrichtung des Stosses steht, reflektiert wird, wobei auf dies. Wand der sog. Reflexionzdruck wirkt. Dieser ist bei kleinen Störungen zweimal so gross wie der Druck der vorlaufenden Welle und steigt ffr sehr grosse Störungen bis auf den achtfachen Wert desselben an. Eine vorlaufende Welle von z.B. 0,1 atü hat einen Reflexionsdruck von 0,2 atü; eine solche von 3 atü hat einen Reflexionsdruck von ca. 11,5 atü und eine solche von 100 atü einen Reflexionsdruck von ca. 800 atü.parallel to the direction of movement of the sauce, measured, there the pressure wave when hitting a wall, which is parallel to the shock front, that is is perpendicular to the direction of propagation of the impact, is reflected, whereby on this. The so-called reflection pressure acts on the wall. This is for small faults twice as great as the pressure of the advancing wave and increases for very great ones Disturbances up to eight times the same. A leading wave of e.g. 0.1 atm has a reflection pressure of 0.2 atm; one of 3 atm has a reflection pressure of approx. 11.5 atmospheres and a pressure of 100 atmospheres a reflection pressure of approx. 800 atmospheres.

Hat es in der ebenen Wand ein Loch, so läuft der Starr in dieses Loch hinein und wird dabei verstärkt. Bei schrägen Auftreffwinkeln sind die entsprechenden Komponenten zu berücksichtigen.If there is a hole in the flat wall, the rigid runs into this hole into it and is reinforced in the process. In the case of inclined angles of incidence, the corresponding Components to consider.

Den Auslagekriterien für Schutzräume liegt eine vorbestimmte Stärke der Stossfront zu Grunde, weiche sämtliche andern Belastungen und Einwirkungen, denen der Schutzraum ausgesetzt ist, bestimmt. Darauf müssen die Stärke der Baukonstruktion, der Trümmerschultz, der Schultzgegen Wärme-und Röntgenstrahlung, gegen Beanspruchungen infolge des Erd- und Luftstosses abgestimmt werden. In der Schweiz ist man sur Ansicht gelangt, dass, Je nach Lage eines Schutzraumes relativ zu potentiellen Zielen, ein Schutzumfang entsprechend ein oder drei atü Drück der vorlaufenden Welle die optimale Gesamtlösung ergibt.The display criteria for shelters have a predetermined strength the basis of the shock front, giving way to all other loads and influences, to which the shelter is exposed. The strength of the building structure, the Trümmerschultz, the Schultz against heat and X-rays, against stress as a result of the shock of earth and air. In Switzerland people are of the opinion arrives that, depending on the location of a shelter relative to potential targets, a Scope of protection according to one or three pressures of the leading wave the optimal Total solution results.

Solche Schutzräume knnen nach einen Angriff für eine Zeitdauer von ungefähr zwei Wochen nicht mehr vorlassen werden, da ein gewisses Abklingen der mit der Explosion verbundenen radioaktiven Verseuchung abgewartet werden muss. Deshalb ist zur Aufrechterhaltung der minimal not wendigen atmosphärischen Bedingungen eine Ventilation des Schutzraumes unumgänglich. Wie oben erwähnt, dringen aber Stoszwellen in gede Oeffnung des Schutzraumes ein und verstärken sich dabei noch. Um Insassen und technische Einrichtungen des Schutzraumes zu schützen, muss also eine Vorrichtung vorgesehen werden, welche die Oeffnung verschliezst, bevor der Druckstosz irgendwelchen Schaden anrichten kann.Such shelters can last for a period of time after an attack about two weeks, as the radioactive contamination associated with the explosion must be awaited. That's why is one to maintain the minimum necessary atmospheric conditions Ventilation of the shelter is essential. As mentioned above, shock waves penetrate into the opening of the shelter and strengthen themselves in the process. To inmates and to protect the technical facilities of the shelter must be a device be provided, which closes the opening before the pressure surge any Can cause harm.

Es kann sich dabei entweder um Vorrichtungen handeln , die durch entsprechend angebrachte Drucksensoren mit elektrischer oder mechanischer Uebertragung vor Eintreffen der Druckwelle geschlossen werden, oder um solche, die bei Eintreffen der Druckwelle so rasch schliessen, dass der Grossteil derselben nicht mehr eindringt, Die Vorrichtungen der ersten Art sind im allgemeinen ausserordentlich teuer und haben einen sehr grossen Querschnittsbedarf.It can either be a matter of devices that are appropriately attached pressure sensors with electrical or mechanical transmission before arrival the pressure wave are closed, or those that are closed when the pressure wave arrives close so quickly that most of them no longer penetrate, the devices of the first kind are generally extremely expensive and have a very large size Cross-sectional requirement.

Das weitere soll deshalt Geräte der zweiten Art betreffen.The other should therefore concern devices of the second type.

Wie einleitend bezerkt, hat die Druckwelle im interessierenden Bereich des sog@ Machetammes Anstiegszeiten von min. 10 Millisekunden. Ist das Schliessorgan in der Lage, in wesentlich kürzerer Zeit zu schliessen, wo wird der durchgehende Druckimpuls entsprechend reduziert und die Schaderwirkung, welche hauptsächlich von der Impulsgrösse abhängt, vermindert. Man hat also ein sehr grosses Interesse daran, die Schliesszeiten eines solchen Abschlussorganes minimal zu halten. Kleine Schlieszzeiten können erreicht werden, wenn die zu bewegenden Massen klein gehalten werden, und wenn der Schlieszweg ebenfalls klein ist. Die besten Resultate bezüglich Schliesszeit sind zu erreichen mit Schliessorganen ähnlich den Rückschlagsventilen eines Druckluftkompressors.As stated in the introduction, the pressure wave is in the area of interest of the so-called @ Machetammes rise times of at least 10 milliseconds. Is the closing organ able to close in much less time, where will the continuous Pressure pulse reduced accordingly and the damaging effect, which mainly depends on the pulse size, reduced. So you have a very great interest to keep the closing times of such a closing body to a minimum. Small Closing times can be achieved if the masses to be moved are kept small and if the Schlieszweg is also small. The best results regarding Closing times can be achieved with closing devices similar to non-return valves an air compressor.

Die Abluftöffnungen der Schutzräume müssen natürlich auch gegen das Eindringen des Druckstosses geschützt wein. Da im Raum ein gewisser Ueberdruck gehalten werden muss, müssen die Abluftöffnungen in gewissen Füllen mit Rückschlagsventilen ausgerüstet sein, bei denen der Durchlass im Normalbetrieb einstellbar ist, und zwar so, dass das Ventil gleichzeitig die Funktion der Druckaufrechterhaltung in Schtzraum und der Explosionsdruck-Sicherung übernimmt.The exhaust air openings of the shelters must of course also protect against the Penetration of the pressure surge protected wine. Since there was a certain excess pressure in the room must be, the exhaust air openings must be filled with non-return valves be equipped with which the passage can be adjusted in normal operation, and in such a way that the valve also has the function of maintaining pressure in Protective space and the explosion pressure protection takes over.

Bekannte Schnellschlussvorrichtungen weisen verschiedene Nachteile auf, z.B. relativ grosse Masse und relativ grossen Kub des beweglichen Teils, so dass die Schliesszeiten und damit der durchgehende Impuls verhältnismässig gross ausfallen.Known quick release devices have various disadvantages on, e.g. relatively large mass and relatively large cube of the moving part, see above that the closing times and thus the continuous impulse are relatively large fail.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel durch Schaffung eines vereinfachten Schnellschliess-Druckventils zu beheben.It is an object of the present invention to address these shortcomings to be remedied by creating a simplified quick-closing pressure valve.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Druckventil, welches gekennzeichnet ist durch ein auf einen unvermittelt auftretenden Druckstoss oder Sog ansprechendes, mit einem Wandelement starr verbundenes, federndes Schliesssystem, welches in geöffneter Stellung teilweise von Wandelement absteht und in geschlossener Stellung einen mindestens einfach zusammenhängenden Oeffnungsbereich des Wandelementes dicht verschliesst.The solution to this problem is a pressure valve, which is marked is responding to a sudden pressure surge or suction, with a wall element rigidly connected, resilient locking system, which in the open Position partially protrudes from the wall element and in the closed position at least one simply connected opening area of the wall element tightly closes.

Unter dem Zusammenhang eines Bereiches ist gemäss der üblichen methematischen Definition dis Anzahl der getronnt liegenden Randstücke dieses Bereiches zu verstehen.Under the context of an area is according to the usual methodical To understand the definition of the number of separated edge pieces of this area.

Ein einfach zusammenhängender Bereich ist insbesonders ein socher, dessen Rand sich überkaupt nich trennen lässt, während ein zweifach zusammenhängender Bereich von zwei getrennten Randkomponenten berandet wird. A simply connected area is particularly one that the edge of which cannot be separated overhead, while a doubly contiguous one Area is bordered by two separate edge components.

Das vorliegende Ventil kann auch als Rückschlagventil ausgebildet zein.The present valve can also be designed as a check valve zein.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch ein Einzelemoment im Ruhezustand, Fig.2 eine Ansicht des Einzelelementes in Luft-Durchtrittsrichtung, Wig. 3 eine Ansicht des Einzelelementes mit anderer Ausfthrunl der Oeffnungen im Wandelement, Fig.4 eine Anordnung im Schnitt von Elementen gemäss Fig. 1 in einer Wand senkrecht sur Fortpflanzungsr richtung des Stosses, Fig. 5 eine U-förmige Anordnung der Einzelelemente, welche für gegebenen Querschnitt der Oeffnung eine wesentliche Erhöhung der durchgesetzten Luftmenge im Normalbetrieb ermöglicht, Fig. 6 ein Einbau eines Z-förmigen Elementes in einen Rohr, Fig. 7 eine zylindrische Anordnung, Fig. 8 einen Schnitt durch ein als Rückschlagsventil ausgebildetes Grundelement, Fig. 9 eine Ansicht des Grundelementes nach Fig. 8, analog Fig. 2.The invention will then be illustrated, for example, with the aid of figures explained. They show: FIG. 1 a section through an individual moment in the state of rest, 2 shows a view of the individual element in the air passage direction, Wig. 3 a View of the individual element with a different design of the openings in the wall element, 4 shows an arrangement in section of elements according to FIG. 1 in a wall perpendicularly on the direction of propagation of the impact, Fig. 5 shows a U-shaped arrangement of the individual elements, which for a given cross-section of the opening a substantial increase allows the amount of air passed through in normal operation, Fig. 6 an installation of a Z-shaped element in a tube, Fig. 7 a cylindrical arrangement, Fig. 8 a Section through a base element designed as a check valve, FIG. 9 a View of the basic element according to FIG. 8, analogous to FIG. 2.

Beim Einzelelement der Fig. 1 und 2 enthält ein Wandelement 1 Luftdurchtrittsöffnungen 2 mit beidseite angebrachten gebogenen Federn 3,4, welche am einem Ende 5 mechanisch, z.B. durch Nieten, Schrauben etc. durch Verschweissung oder Klemmverbindungen am Wandelement 1 befestigt sind. Die Federn 3,4 können gleichseitig (Fig. 1 unten) oder wechselseitig (Fig. 1 oben) am Wandelement 1 befestigt sein. Eine Stosswelle oder zu hohe Durchtrittsgeschwindigkeit der Luft in Richtung des Pfeils 6 bringt die Feder 3 an der Wand 1 entlang einer Dichtkante 7 zum Anliegen.In the case of the individual element of FIGS. 1 and 2, a wall element 1 contains air passage openings 2 with curved springs 3, 4 attached on both sides, which at one end 5 mechanically, e.g. by riveting, screwing, etc. by welding or clamping connections on the Wall element 1 are attached. The springs 3, 4 can be on the same side (Fig. 1 below) or alternately (Fig. 1 above) attached to the wall element 1. A shock wave or brings too high a passage speed of the air in the direction of the arrow 6 the spring 3 on the wall 1 along a sealing edge 7 to rest.

Damit werden die Druckkräfte auf Stege 8 und von diesen auf Querstege 9 übertragen, welche sie weiterleiten.The compressive forces are thus on webs 8 and from these on transverse webs 9 transmitted, which they forward.

Die Sogfedern 4 können in der Regal dünner ausgeführt werden als die Druckfedern 3 da die Druckdifferenzen der Sogphase und damit die Beanspruchung der Sogfedern 4 kleiner ist als die der Druckfedern 3.The suction springs 4 can be made thinner than the shelf Compression springs 3 because the pressure differences in the suction phase and thus the stress on the Suction springs 4 is smaller than that of the compression springs 3.

Fig. 3 zeigt ein Wandelement 11 mit Druckfedern 13, das analog Fig. 2 aufgebaut ist, jedoch jeweils statt einer länglichen Luft-Druchtrittsöffnung 2 eine oder mehrere runde Oeffnungen 15 aufweist, die von derselben Druckfeder 13 und der auf der Rückseite des Wandelementes 11 angebrachten entsprechenden Sogfeder(nicht dargestellt) geschlossen werden.Fig. 3 shows a wall element 11 with compression springs 13, which is analogous to FIG. 2, but instead of an elongated air passage opening 2 has one or more round openings 15, which are provided by the same compression spring 13 and the corresponding suction spring (not shown).

Fig. 4 zeigt eine flache Anordnung dieser Schlieszelemente in einer Betonwand 20, in die ein Rahmen eingelassen ist.Fig. 4 shows a flat arrangement of these Schlieszelemente in a Concrete wall 20 in which a frame is embedded.

Ein in diesen Rahmen 21 eingeschweisster Verstärkungsflansch 22 dient als Auflage für ein Wandelement 23 mit Durchbrüchen 24, welches Element 23 mit Schrauben 25 (nicht dargestellt) am Träger angeschraubt ist. Im in Fig.A reinforcing flange 22 welded into this frame 21 is used as a support for a wall element 23 with openings 24, which element 23 with screws 25 (not shown) is screwed to the carrier. In Fig.

4 dargestellten Fall sind die Federn doppelseitig mit zentraler Einspannung 26 ausgeführt. Die Einspannteile 27 dienen dabei gleichzeitig der Positionierung von Federn 28 und 32 bezüglich der zugehörigen Dichtkanten 29 und zur Ueberleitung der Kräfte aus einem Zwischensteg 30 an den Rahmen 21. Zwischenstege 31, welche nicht der Befestigung von Federn dienen, sind durch entsprechend hochkantig angeschweisste Flachprofile verstärkt. Der Maserrahmen 21 wird selbstverständlich durch nicht dargestellte Maueranker in Beton und Armierung der Wand 20 festgehalten.4 the springs are double-sided with central restraint 26 executed. The clamping parts 27 serve at the same time Positioning of springs 28 and 32 with respect to the associated sealing edges 29 and to transfer the forces from an intermediate web 30 to the frame 21. Intermediate webs 31, which are not used to attach springs, are edged accordingly Welded flat profiles reinforced. The grain frame 21 becomes a matter of course held by wall anchors in concrete and reinforcement of the wall 20, not shown.

Beim normalen Lüftungsbetrieb nehmen die Federn 28 und 32 die in Fig. 4 ersichtliche Lage ein. Während die Federn 28 bei Auftreten eines Druckstosses in Richtung des Pfeiles 23 oder bei einer Luftmenge, welche die Normalluftmenge wesentlich übersteigt, durch den Luftdruck zum Anliegen an die Dichtkante 29 gebracht werden, werden die beweglichen Enden dem Federn 32 höchstens etwas vom Wandelement zurückgedrängt. Während der Sogephase sind die Rollen der Federn 28 und 32 miteinander vertauscht.During normal ventilation operation, the springs 28 and 32 take the position shown in FIG. 4 apparent location. While the springs 28 when a pressure surge occurs in the direction of arrow 23 or with an amount of air which is the normal amount of air significantly exceeds, brought into contact with the sealing edge 29 by the air pressure are, the movable ends of the spring 32 at most something from the wall element pushed back. During the suction phase, the roles of springs 28 and 32 are with one another reversed.

Fig. 5 zeigt eine U-förmige Anordnung, bei welcher eine mit Durchbrüchen 50 ver@chene Wand im Bereich von Zwischenstegen 40 gebogen und nur im Bereich von Längsstegen 41 flach ist. Federstreifen 42 und 48 werden auf Saug- und Druckseite in entsprchende Lage gebracht und durch entsprechend geformte Profile 43 relativ zu den Durchtrittsöffnungen gehalten und festgeklemmt. Die hier teilweise doppelseitig ausgebildeten Federn laufen um das gebogene Stück des Wandelementes herum und sind zentral eingespannt. Es können aber auch in diesem Fall überall getrennte, einseitig eingespannte Federn verwendet werden. Ein mehrmals U-förmig gebogenes Wandelement 44 wird allseitig in einen genügend druckfesten Rahmen 45 eingeschweisst und mittels eines Flansches 46 an einem in der Mauer 49 eingebauten Rahmen befestigt. Diese Anordnung erlaubt wesentlich höhere Durchtrittsgeschwindigkeiten der Luft als die Ausführungen gemäss Fig. 1 - 4.Fig. 5 shows a U-shaped arrangement, in which one with openings 50 ver @ chene wall bent in the area of intermediate webs 40 and only in the area of Longitudinal webs 41 is flat. Spring strips 42 and 48 are on the suction and pressure side brought into the appropriate position and through appropriately shaped profiles 43 held and clamped relative to the passage openings. Some of them here Double-sided springs run around the curved piece of the wall element around and are clamped centrally. But even in this case, separate, springs clamped on one side are used. One that has been bent into a U-shape several times Wall element 44 is welded into a sufficiently pressure-resistant frame 45 on all sides and attached to a frame built into the wall 49 by means of a flange 46. This arrangement allows the air to pass through at significantly higher speeds than the embodiments according to FIGS. 1 - 4.

Es ist völlig unwichtig, ob sich die Federn 42 und 48 in den Punkten 47 berühren oder nicht.It is completely unimportant whether the springs 42 and 48 are in the points 47 touch or not.

Fig. 5 zeigt eine Z-förmige Anordnung des Wandelementes 51 im Schnitt, eingebaut in ein Rohr 53. In der gezeichneten Ausführung wurde zuerst das ebene Wandelement 55 im Rohr 53 befestigt und anschliessend die beiden Abdeckungen 57 angebracht.Fig. 5 shows a Z-shaped arrangement of the wall element 51 in section, built into a tube 53. In the version shown, the flat Wall element 55 is fastened in tube 53 and then the two covers 57 appropriate.

Bei der zylindrischen Anordnung gemäss Fig. 7 sind Schliessfedern 60, alle gleich gerichtet, innerhalb eines durch die Wand gebildeten Zylinders 61 angebracht.In the cylindrical arrangement according to FIG. 7 there are closing springs 60, all directed in the same way, within one formed by the wall Cylinder 61 attached.

Der Zylinder 61 ist dabei auf der Innenseite einer zylindrischen Oeffnung 62 in der Wand des Schutzraumes 63 angeschraubt. Die Kräfte werden in diesen Fall durch Längsstege 64 auf Zwischenstege 65 geleitet, welche selbst je einen druckfesten Ring mit reiner Zugbeanspruchung darstellen. Am Ende des Zylinders 61 ist ein normaller keselboden 70 angeschweisst. Die Sogfedern 66 sind, den Druckfedern 60 gleichgerichtet (nicht dargestellt) oder entgegengerichtet (wie Fig. 7), an der Aussenseite des Zylinders 61 angebracht.The cylinder 61 is on the inside of a cylindrical opening 62 screwed into the wall of the shelter 63. The forces are in this case passed through longitudinal webs 64 to intermediate webs 65, which themselves each have a pressure-resistant Represent a ring with pure tensile stress. At the end of the cylinder 61 is a normal one keselboden 70 welded on. The suction springs 66 are aligned with the compression springs 60 (not shown) or in the opposite direction (like FIG. 7), on the outside of the Cylinder 61 attached.

Falls eine geschlossene Luftführung nötig ist, wird der Zylinder 61 mit einer entsprechenden Haube 67 versehen; es kann auch eine Filtermatte in zylindrischer Form gegebenenfalls auch ein blosser Berührungsschutz aus Drahtgitter oder Streckmetall, dahinter vorgesehen werden (nicht dargestellt).If a closed air duct is necessary, the cylinder 61 provided with a corresponding hood 67; it can also be a cylindrical filter mat Form, if necessary, a mere touch protection made of wire mesh or expanded metal, be provided behind it (not shown).

Die Anordnungen gemäss den Fig. 4 bis 7 können sämtliehe leicht abnehmbar, z.B. abschraubbar, und/oder schwenkbar ausgebildet werden, um als Notausstieg zu dienen.The arrangements according to FIGS. 4 to 7 can all be easily removed, E.g. it can be unscrewed and / or swiveled in order to be used as an emergency exit to serve.

Fig. 8 und 9 zeigen die Annordnung eines als Rückschlagventil ausgebildeten Grundelementes. Druckfedern 80 liegen flach und ohne Verspannung an Dichtkanten 81 von Durchbrüchen 82 eines Wandelementes 83 auf. Die durchtretende Luft gemäss Pfeil 84 öffnet die relativ weiche Druckfeder 80, wenn zwischen Eintritts- und Austrittsseite der Luft eine positive Druckdifferenz herrscht.8 and 9 show the arrangement of a non-return valve Basic element. Compression springs 80 lie flat and without tension on sealing edges 81 of openings 82 of a wall element 83. The penetrating Air according to arrow 84 opens the relatively soft compression spring 80 when and there is a positive pressure difference on the outlet side of the air.

Durch einen hinter der Feder 80 angebrachten Rubbegrenzer 87, der durch das verschiebbare Gewicht 86 über die Hebel 88 und 89 belastet wird, kann der Durchlass des Ventils so eingestellt werden, dass sich der Raumüberdruck auch bei nichtkonstanten Luftmengen nur innerhalb relativ enger Grenzen bewegt.By an attached behind the spring 80 rub limiter 87, the is loaded by the displaceable weight 86 via the levers 88 and 89, can the passage of the valve can be adjusted so that the room overpressure also increases with non-constant air volumes moved only within relatively narrow limits.

Bei der Verwendung als Rückschlagventil sind grundsätzlich auch die Ausführungen gemäss den Fig. 4 bis 7 möglich.When used as a check valve, the Designs according to FIGS. 4 to 7 are possible.

Durch entsprechende Ausbildung der Wand kann deren Materialfestigkeit optimal außgenützt werden, was zu Materialersparnis und damit zu günstigen @reisen führt.Appropriate design of the wall can improve its material strength be optimally used, which leads to material savings and thus to cheap @travels leads.

Im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen mit kleiner Schliesszeit ist beim vorliegenden Druckventil für die Druck- und Sogphase nicht ein schweres Wandorgan, sondern ein leichtes und billigeres Federelement in Doppelanordnung verwendet werden. Die Duplizierung der Federelemente bring es ausserdem mit sich, dass die Charakteristiken derselben den unterschiedlichen Bedingungen in der Druck- und Sogphase entsprechend angepasst werden können.In contrast to the known constructions with a short closing time is not difficult with the present pressure valve for the pressure and suction phase Wall organ, but a lighter and cheaper spring element used in a double arrangement will. The duplication of the spring elements also means that the Characteristics of the same to the different conditions in the pressure and suction phase can be adjusted accordingly.

Um die kritischen Verhältnisse, welche durch einem Verdichtungsstoss hervorgerufen werden, zu verenschaulichen, wird anschliessend ein vereinfachtes Beispiel erläutert: Es wird eine 1,5 mm dicke Feder betrachtet, die frei beweglich in einem Abstand von 2 cm vor einer Wand schwebt. Trifft ein Verdichtungsstoss mit 3 atü Druck der vorlaufenden Welle ein, so wirkt auf die Feder ein entsprechender Reflexionsdruck von 11,5 atü. Durch diesen wird die Feder auf die Wand zu beschleunigt und trifft dort unter Vernachlässigung des Luftwiderstandes und unter der idealisierten Voraussetzung, dass der Druck an der Front des Verdichtungsstosses vertikal auf einen konstanten Wert ansteigt nach ca. 0,65 ns (theoretische Schliesszeit) mit einer Aufprallgeschwindigkeit von ca. 60 m/s auf. Unter der Annahme, dass die mit dieser Geschwindigkeit an die Dichtkanten einer Oeffnung in der Wand aufprallende Feder innerhalb einiger 10-1 mm zum Stillstand gebracht wird, und dass die Feder unter konstanter Verzögerung abgebronst wird, berechnet sich die Grössenordnung der Verzögerung der Feder zu 105 bis 106 (lg = Betrag der Erdbeschleunigung = 981 cm/s².About the critical conditions caused by a shock evoked, to visualize, then becomes a simplified one Example explained: A 1.5 mm thick spring is considered, which can move freely hovers at a distance of 2 cm in front of a wall. Hit a compression shock with 3 atü pressure of the advancing wave, a corresponding one acts on the spring Reflection pressure of 11.5 atmospheres. This accelerates the spring onto the wall and hits there neglecting the air resistance and below the idealized Prerequisite that the pressure at the front of the shock wave is vertical a constant value increases after approx. 0.65 ns (theoretical closing time) with an impact speed of approx. 60 m / s. Assuming that with this speed impinging on the sealing edges of an opening in the wall Spring is brought to a standstill within a few 10-1 mm, and that the spring is broken off with a constant delay, the order of magnitude is calculated the deceleration of the spring to 105 to 106 (lg = amount of acceleration due to gravity = 981 cm / s².

Dies führt auf Verzpögerungskräfte pro cm² von der Grössenordnung von 1000 kp, die auf die Feder wirken. Die dadurch in der Feder hervorgerufenen Spannungen bewegen sich an der Grenze dessen, was die besten bekannten Federwerkstoffe aushalten.This leads to deceleration forces per cm² of the order of magnitude of 1000 kp acting on the spring. The resulting in the spring Tensions are at the limit of what the best known spring materials can do endure.

Im Moment des Aufpralle sind die Verzögerungskräfte der Feder sehr viel grösser (um einen Faktor von ca. 100), als die auf die Feder wirkenden Druckkräfte (11,5 atü = 11,5 kp/cm²). Zudem ist der Stoss im wesentlichen elastisch, d.h. nach dem Aufprall springt die Feder wieder von der Wand zurück. Bei einer an der Wand befestigten Feder schliesst an den Schliessvorgang der Feder ein Schwingungsvorgang an, welcher experimentell nachgewissen werden kann. Dieser einer quantitativen Analyse äussert schwer zugängliche Schwingungsvorgang belastet die Feder extrem stark und erhöht deren Bruchgefehr.At the moment of impact, the retarding forces of the spring are great much larger (by a factor of approx. 100) than the compressive forces acting on the spring (11.5 atü = 11.5 kgf / cm²). In addition, the shock is essentially elastic, i.e. after Upon impact, the spring springs back from the wall. With one on the wall attached spring closes the closing process of the spring an oscillation process which can be verified experimentally. This a quantitative analysis Extremely difficult to access oscillation process loads the spring extremely heavily and increases their risk of breakage.

Aufgrund der hier beobachteten Näherung kann festgestellt werden, dass die die Feder stark beanspruchenden Verzügerungskräfte dem wirkenden Druck des Verdichtungsstosses und dem Schliessweg direkt und dem Bremmweg, d.h. dem Weg, welcher die Feder vom Beginn der Einwirkung der Verzögerung bis zu ihrem Stillstand zurücklegt, umgekehrt proportional sind. Daraus folgt zunächst, dass die Verzögerungskräfte und damit die Beanspruchung der Feder für einen bestimmten Druckwert relativ klein gehalten werden können, wenn das Verhältnis von Schliess- zu Bremsweg möglichst klein gewählt wird. Der Schliessweg wird aber mindestens teilweise durch den Querschnittsbedarf der Belüftung bestimmt. Si ist es bei vorgegebenem Belüftungs-Querschnitt vorteilhaft, in einem Wandelement eine Mehrzahl von Ventilen vorzusehen, da dadurch der Schliesweg der einzelnen Feder verringert werden kann.Based on the approximation observed here, it can be determined that the deceleration forces that put a lot of stress on the spring are related to the pressure acting the compression shock and the closing path directly and the Bremmweg, i.e. the path which the spring from the beginning of the action of the deceleration to its standstill covered are inversely proportional. It follows from this that the Delay forces and thus the stress on the spring for a certain pressure value can be kept relatively small if the ratio of closing to braking distance is chosen as small as possible. The closing path is at least partially through determines the cross-sectional requirement of ventilation. It is Si for a given ventilation cross-section advantageous to provide a plurality of valves in a wall element, as this the closing travel of the individual spring can be reduced.

Im weiteren kann durch entsprechende Formgebung der Feder erreicht werden, dass diene beim Schliessen nicht schlagartig mit einem grösseren Teil oder ihrer ganzen Länge auf der Wand aufprallt, sondern sozusagen abrollt, wobei der Bremsvorgang für die einzelnen Längenabschnitte der Feder bereits vor dem Auftreffen auf die Dichtkanten beginnt. Denn wenn die Feder in geöffneter Ruhestellung bogenförmig von der Wand absteht, muss sie, um in Schliessstellung gestreckt und flach an den Dichkanten anliegen zu können, verformt werden, woßU ein Teil der von tier Druckwelle auf die Feder t:ber tragenen kinetischen Energie in Formänderungsenergie umgewandet wird. Auf diese Weise wird der Bremsweg der einzelnen Federabschnitte vergrösser, und somit werden die Verzögerungskräfte beim Aufprall wesentlich verringert, wodurch sowohl die Beanspruchung des Federmaterials als auch die Gefahr des Zurückschnellens der Feder stark reduziert werden.In addition, the spring can be shaped accordingly be that when closing do not suddenly serve with a larger part or hits the wall along its entire length, but rolls off, so to speak, with the Braking process for the individual length sections of the spring before they hit on the sealing edge begins. Because if the spring is arched in the open rest position protrudes from the wall, in order to be in the closed position it must be stretched and flat against the Dichkanten to be able to rest, to be deformed, woßU part of the pressure wave from animal on the spring t: transferred kinetic energy converted into deformation energy will. In this way, the braking distance of the individual spring sections is increased, and thus the deceleration forces on impact are significantly reduced, through which both the stress on the spring material and the risk of rebounding the spring can be greatly reduced.

Die Ermittelung der optimalen Federform stösst insofern auf Schwierigkeiten, als die verwickelten dynamischen Effekte, welche den Schliessvorgang begleiten, einer exakten Rechnung nicht zugänglich sind. Da jedoch die Auftreffgeschwindigkeit in der Näherung der freien Feder der Quadratwurzel aus dem Schliessweg proportional ist, ist es plausibel, eine Federform mit progressiv zunehmender Krümmung, ausgehend vo@ Einspannende, zu wählen, um die Variation der für die Beanspruchung der Feder beim Aufprall auf die Wand ein Mass darstellenden Differenz zwischen der kinetischen und der Formänderungsenergie längs der Feder im möglichkeit engen Grenzen zu halten und damit eine möglichst gleichmäßige Beanspruchung der Feder zu erzielen.The determination of the optimal spring shape encounters difficulties insofar as than the intricate dynamic effects that accompany the closing process, are not accessible to an exact invoice. However, since the impact speed in the approximation of the free spring proportional to the square root of the closing travel is, it is plausible to start with a spring shape with progressively increasing curvature vo @ restraining, to choose the variation of for the stress on the spring on impact with the wall, a measure representing the difference between the kinetic and to keep the deformation energy along the spring within narrow limits and thus to achieve the most uniform possible stress on the spring.

Allerdings setzt eine Feder, welche mit progressiv zunehmender Krümmung geformt ist, dem Schliessen einen verhältnismäßig grossen Widerstand entgegen, so dass der minimale Schlie@druck, d.h. derjenige Druck, welcher für das Schliessen der Feder gerade ausreicht, höher zu liegen kommt als erwünscht. Deshalb ist die Kreisform, welche eine Kurze mit Konstanter Krümmung darstellt, als gute Kompromisslösung zur Milderung des für die Feder schädlichen Aufpralls auf die Wand zu betrachten.However, a spring continues with a progressively increasing curvature is shaped, a relatively large resistance to the closing, so that the minimum closing pressure, i.e. the pressure required for closing the spring is just enough to lie higher than desired. That's why the Circular shape, which is a short one with constant curvature, as a good compromise solution to mitigate the for the spring harmful impact on the wall consider.

Ausserdem Verhälnis von Schliess- zu Bromsweg sind die auf die Feder wirkenden Verzögerungskräfte dem wirksamen Druck proportional. Wie eingangs erwähnt, erfährt ein auf ein Hindernis auftreffender Vordichtungsstoss eine Reflexion, wobei auf das Hindernis ein der auf dem Hindernis senkrecht stehenden Komponente des Druckes der vorlaufenden Welle entsprechender Reflexionadruck wirkt. Demzufolge kann der auf die Feder wirksame Druck durch Veränderung der Stellung des die Feder tragenden Wandelementes bezüglich der Einfallsrichtung der Druckwelle variiert werden.In addition, the ratio of Schliess- to Bromsweg are on the spring acting deceleration forces proportional to the effective pressure. As mentioned at the beginning, a pre-sealing joint hitting an obstacle experiences a reflection, wherein on the obstacle one of the component of the pressure which is perpendicular to the obstacle The reflection pressure corresponding to the advancing wave acts. As a result, the on the spring effective pressure by changing the position of the spring supporting Wall element can be varied with respect to the direction of incidence of the pressure wave.

In diesem Zusammenhang wird im folgenden ein Vergleich zwischen den Anordnungen gemäss Fig. 4 und Fig. 5 oder 6 ausgstellt. Als Beispiel wird eine in Richtung des Pfeiles 33 einfallende vorlaufende Welle von 4 atü betrachtet. Trifft diese Welle se@recht auf ein Hindernis, so wirkt auf das Hindernis ein Reflexionsdruck von ca. 16 @tü. Nun trifft aber die Welle in der Anordnung der Fig. 4 nur in der Nähe des Einspannbereiches senkrecht auf die Feder 28, während sie mit der Normalen auf die Federfläche am freine Ende der Feder 28 einen Winkel von ca. 30° einschliesst. Infolgedessen beträgt die den Refelxionsdruck bestimmende Druckkomponente der verlaufenden Welle ca. 3,5 atü, wodurch sich der auf das freie Federende wirksame Reflexionsdruck auf ca. 13,5 atü beläuft. In diesem Fall nimmt also der wirksame Schliessdruck von der Einspannstelle zum freien Ende der Feder 28 von ca. 16 atü auf ca. 13,5 atü ab, was sich im Hinblick auf das meist gefährdete freie Federende mit grösstem Schliessweg günstig auswirkt.In this context, a comparison between the Arrangements according to FIG. 4 and FIG. 5 or 6 issued. As an example, an in Direction of arrow 33 incident leading wave viewed from 4 atm. Meets If this wave is right on an obstacle, a reflection pressure acts on the obstacle from approx. 16 @ tü. But now the wave hits in the arrangement of FIG. 4 only in the Near the clamping area perpendicular to the spring 28 while it is with the normal on the spring surface at the free end of the spring 28 encloses an angle of approximately 30 °. As a result, the pressure component which determines the reflection pressure is the gradient wave approx. 3.5 atmospheres, whereby the effective on the free end of the spring Reflection pressure amounts to approx. 13.5 atmospheres. In this case the effective one takes Closing pressure from the clamping point to the free end of the spring 28 of approx. 16 atm to approx. 13.5 atü, which is reflected in the mostly endangered free spring end has a beneficial effect with the largest closing path.

Im Falle der Anordnungengemäss den Fig. 5 und 6 ist zuerst dem eingangs erwähnten Umstand Rechnung zu tragen, dass die einlaufende Welle bei einer Querschnittsverengung verstärkt wird. Die Querschnittsverminderung beträgt in diesen Beispiels ca. 50%, wodurch der Druck der vorlaufenden Welle von 4 atü auf ca. 6 atü ansteigt. Bei den Anordnungen gemäss den Fig. 5 und 6 verläuft die Welle praktisch parallel zur Feder im Bereich der Einspannung, wodurch hier kein Reflexionadruck wirkt, während sie in Analogie zum Beispiel der Fig1 4 mit der Normalen auf die Federfläche am freien Ende jetzt einen Winkel von ca. 60° einschliesst, woraus in diesem Bereich - die massgebende Druckkomponente der vorlaufenden Welle beträgt hier ca. 3 atü - ein Reflexionsdruck von ca. 11,5 atü resultiert. In diesem Fall nimmt run der wirksame Schliesdruck von der Einspannstelle zum freien Ende der Feder von cal 6 atü auf ca. 11,5 atü zu, wodurch das bereits durch den grössten Schliess@eg am meisten exponierte freie Ende noch mehr gefährdet wird.In the case of the arrangements according to FIGS. 5 and 6, the initially introduced mentioned circumstance to take into account that the incoming wave with a cross-section narrowing is reinforced. The reduction in cross-section in this example is approx. 50%, whereby the pressure of the advancing wave increases from 4 atü to approx. 6 atü. Both Arrangements according to FIGS. 5 and 6, the shaft runs practically parallel to the spring in the area of the restraint, which means that there is no reflection pressure here while it is in analogy to the example of Fig. 4 with the normal to the spring surface at the free End now includes an angle of approx. 60 °, from which in this area - the The decisive pressure component of the leading wave is here approx. 3 atmospheres The result is a reflection pressure of approx. 11.5 atmospheres. In this case run takes the effective one Closing pressure from the clamping point to the free end of the spring from cal 6 atü to approx. 11.5 atü, which means that the largest Schliess @ eg the most exposed free end becomes even more at risk.

Der Vergleich mit den an Hand des Beispiels der Fig. 4 erhaltenen Resultaten zeigt jedoch, dass die absoluten Beträge der wirksamen Schliessdrücke bei den Anordnungen gemäss den Fig. 5 und 6 zwischen ca. 2 und ca. 10 atü tiefer liegen als bei den Federn in der Fig. 4.The comparison with those obtained using the example of FIG The results show, however, that the absolute amounts of the effective closing pressures in the arrangements according to FIGS. 5 and 6 between approximately 2 and approximately 10 atmospheres lower than with the springs in FIG. 4.

Ausserdem zeigen diese Betrachtungen, dass im Falle der zur einfallenden Welle senkechten Anordnung gemäss Fig. 4 relativ stark gekrümmte Federenden sich günstig auswirken, im Gegensatz zu den zur Welle parallelen Anordnungen der Beispiele gemäss den Fig. 5-7, bei dessen verhältnismässig kurze, schwach gekrümmte Federn vorzuziehen sind.In addition, these considerations show that in the case of the incident Wave perpendicular arrangement according to FIG. 4 relatively strongly curved spring ends have a beneficial effect, in contrast to the arrangement of the examples parallel to the shaft according to FIGS. 5-7, with its relatively short, slightly curved springs are preferable.

Besonders günstig liegen die Verhältnisse bei der Anordnung gemäss Fig. 7, da in diesem Falle keine relativen Querschnittsverminderungen in Kauf genommen werden müssen.The conditions are particularly favorable with the arrangement according to FIG Fig. 7, since in this case no relative reductions in cross section are accepted Need to become.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Pressure valve for ventilated shelters, characterized by a with a wall element that responds to a sudden pressure surge or suction (1) rigidly connected, resilient locking system (3, 4), which is in the open position partially protrudes from the wall element (1) and in the closed position at least one simply connected opening area (2) of the wall element (1) closes tightly.

2. Pressure valve according to claim 1, characterized in that the Wall element (i) is flat, S, U, V, Z-shaped or in the form of a cylinder jacket.

3. Pressure valve according to claim 2, characterized in that the wall element (1) is at least approximately flat in the region of the opening (2).

4. Pressure valve according to claim 1, characterized in that the Opening area (2) at least one polygonal and / or at least one at least approximately round opening includes set.

5. Pressure valve according to claim 1, characterized in that the opening area (2) at least partially provided with special sealing edges (7) on its edges is.

6. Pressure valve according to claim 1, characterized in that the closing system comprises at least one leaf spring (3) which is clamped on one side or on both sides is carried out with central clamping.

7. Pressure valve according to claim 6, characterized in that the closing system two leaf springs (3, 4), which on opposite surfaces of the wall element (1) are arranged on the same or alternating sides with respect to the opening (2).

8. Pressure valve according to claim 6, characterized in that the Leaf spring (3) in the open position of the valve in a circle from the wall element (1) is bent away.

9. Pressure valve according to claim 7, characterized in that the on Suction responsive spring (4) is made thinner than that responsive to pressure Spring (3).

10. Pressure valve according to claim 6, characterized in that the Spring (3) with rivets, screws, clamps or welded connections on the wall element (1) is attached.

11. Pressure valve according to claim 2 and 6, characterized in that at least one formed on both sides, on at least two opposite one another Opening areas (50) acting leaf spring (42 or 48) around a curved piece of the U-shaped wall element (44) guided around and on this by a corresponding shaped profile (43) is clamped.

12. Pressure valve according to claim 1, characterized in that the Wall element (1) is designed to be removable and / or pivotable.

13. Pressure valve according to claim 1, characterized in that this is designed as a check valve.

14. Pressure valve according to claims 5, 7 and 13, characterized in that that the spring (80) lies flat against the sealing edges (81) without pretension.

15. Pressure valve according to claim 14, characterized in that over the spring (80) a stroke limiter (87) is attached, by means of which the maximum The passage of the check valve is adjustable.

16. Pressure valve according to claim 15, characterized in that the Stroke limiter (87) is weight-loaded.

17. Pressure valve according to claim 6, characterized in that at least a flat leaf spring (3) in the open position of the valve between two curved ones Parts of a wall element (1) lies with the bent parts in the direction of the fastening the leaf spring (3) together and towards the free end of the leaf spring to diverge.

18. Pressure valve according to claim 1, characterized in that the Wall element (1) and / or locking system (2) contains steel and / or other metals.

19, pressure valve according to claim 1, characterized in that the Wall element (1) and / or the locking system (2) plastics, e.g. armored and / or laminated plastics, sandwich and / or composite structures with plastics or plastics with metals.

20. Pressure valve according to claim 6, characterized in that the Leaf spring (3) in the open position of the valve, starting from the clamping point, with progressively increasing curvature, e.g. parabolic, bent away from the wall element (1) is.

21. Pressure valve according to claim 6, characterized in that the Wall element (1) is at least approximately perpendicular to the incident pressure wave and a tangent applied in the immediate vicinity of the free end of the leaf spring (3) encloses an angle of at most 600 with a wall normal in the opening area.

22. Pressure valve according to claim 6, characterized in that the Wall element (1) is at least approximately parallel to the incident pressure wave and a tangent applied in the immediate vicinity of the free end of the leaf spring (3) encloses an angle of at least 600 with a wall normal in the opening area.