DE2020062B2 - Flammenschranke zum verhindern des flammenaustritts aus explosions-entlastungsventilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flammenschranke zum Verhindern des Flammenaustritts aus Explosions-Entlastungsventilen für geschlossene Räume, insbesondere für den Kurbelkasten von Verbrennungsmotoren, mit in den durch das Entlastungsventil hindurchführenden Gasweg eingebauten wellenförmig gebogenen Blechstreifen, die quer zur Durchströmungsrichtung des Gases übereinander angeordnet sind, wobei die Wellentäler eines Blechstreifens auf den Wellenbergen des benachbarten Blechstreifens aufliegen.

Solche Flammenschranken sind schon bekannt. Sie bestehen aus einem Gebilde mit einer Vielzahl kleiner Durchtrittsöffnungen, die entweder außerhalb oder innerhalb des zu schützenden Raumes in den durch das Entlastungsventil führenden Gasweg eingebaut sind. Eine bekannte Ausführung verwendet Drahtnetze oder aus Drahtgeflecht hergestellte Körbe, die gasdurchlässig sind und eine verhältnismäßig große Oberfläche besitzen. Beim Durchtritt von Explosionsgasen durch ein solches Netzwerk werden diese durch Wärmeabgabe an das Netzwerk abgekühlt und wird so das Austreten von Flammen hinter dem Netzwerk verhindert. Das Netzwerk muß verhältnismäßig engmaschig und in mehreren Lagen hintereinander angeordnet werden, damit eine genügend große Oberfläche für die Wärmeaufnahme entsteht. Diese Flammenschranken haben daher den erheblichen Nachteil, daß sie den Durchgangswiderstand des Entlastungsventils wesentlich vergrößern, wodurch eine genügend rasche Druckentlastung meist nicht gesichert ist.

Aus der FR-PS 3 93 022 ist weiterhin eine Flammenschranke bekannt, die aus wellenförmig gebogenen Blechstreifen besteht, die unter Freilassung von zwischen den Wellen gebildeten Durchgangskanälen übereinander angeordnet sind. Um zu verhindern, daß sich die einander gleich ausgebildeten Wellen benachbarter Blechstreifen formschlüssig ineinander legen und _b5 so die Durchgangskanäle verschließen, sind zwischen die gewellten Blechstreifen jeweils ebene Blechstreifen eingelegt. Diese ebenen Blechstreifen stellen jedoch einen zusäts liehen Aufwand dar und engen den freien Durchgangsquerschnitt durch die Flammenschranke unnötig ein. Bei einer Anordnung der Blechstreifen so, daß jeweils die Wellentäler eines Blechstreifens auf den Wellenbergen des darunter angeordneten Blechstreifens aufliegen, sind eigene Befestigungsmittel erforderlich, welche die gewellten Blechstreifen in dieser Lage halten. Diese eigenen Befestigungsmittel sind aufwendig und erfordern zusätzlichen Raum, der nicht immer vorhanden ist.

Eine ähnlich ausgebildete Flammenschranke mit scheibenförmigen gewellten Blechstreifen ist aus der DT-PS 5 27 687 bekannt. Auch dort sind zwischen den gewellten Blechstreifen ebene Blechstreifen eingelegt, um die gewellten Blechstreifen im richtigen Abstand voneinander zu halten. Die ungefähr in radialer Richtung verlaufenden Wellen sind dort Y-förmig ausgebildet, besitzen aber im wesentlichen die gleiche Form, so daß die übereinanderliegenden Blechstreifen mit den Wellen formschlüssig ineinander eingreifen können.

Für die Sicherung der Ein- und Ausgußö/fnungen von Behältern ist aus der DT-PS 2 41 925 ferner ein Siebeinsatz bekannt, bei dem ein schraubenlinienförmig gewundener Metallstreifen um ein zylindrisches Siebrohr herum angeordnet ist. Über die ganze Länge des Metallstreifens angebrachte Vorsprünge verhindern, daß sich die einzelnen Windungen fest aufeinander legen und so den Durchgang sperren. Diese Vorsprünge bestehen aus Ausbeulungen o. dgl. und müssen über die Länge des Metallstreifens so verteilt sein, daß die Vorsprünge benachbarter Windungen gegeneinander versetzt sind. Dies ist aber nur schwer zu erreichen und erfordert jedenfalls einen beträchtlichen Herstellungsaufwand. Außerdem ist die Fertigung der Vorsprünge, Ausbeulungen o. dgl. mit zusätzlichen Kosten verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flammenschranke der eingangs angeführten Bauart so zu verbessern, daß sie einfach und auch in größeren Serien wirtschaftlich herstellbar ist, einen kleinen Durchgangswiderstand aufweist und eine ausreichend große Wärmeaufnahmefähigkeit besitzt.

Die erfindungsgemäße Flammenschranke ist dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen mit unregelmäßigen Wellen unterschiedlicher Höhe und Breite versehen und aus einem durchgehenden Band gebildet sind, das um eine zu seiner Ebene senkrecht stehende Achse schraubenlinienförmig gewunden ist. Durch diese unregelmäßig gewellte Ausbildung des durchgehenden Bandes wird erreicht, daß die einzelnen Windungen des Bandes ohne Verwendung eigener Abstandshalter im richtigen Abstand voneinander festgelegt sind, weil zumindest ein Teil der Wellentäler einer Windung auf den Wellenbergen der darunter vorgesehenen Windung aufliegt. Es bleiben also immer ausreichende Durchtrittsöffnungen frei, durch welche die Explosionsgase weitgehend ungehindert abströmen können. Die Blechstreifen wirken hierbei wie Kühlrippen und bewirken eine Abkühlung der Explosionsgase, so daß der Austritt von Flammen verhindert wird. Die unregelmäßigen Wellen können zugleich mit der schraubenlinienförmigen Ausbildung des durchgehenden Bandes in einem Arbeitsgang hergestellt werden und erleichtern die schraubenlinienförmige Verformung des Bandes.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Wellen vom Innenrand der

Blechstreifen ausgehend höchstens über deren halbe Breite. Die an den Außenrand anschließende Hälfte der Blechstreifen bleibt hierbei ungeweüt und wirkt ähnlich wie Kühlrippen im Sinne einer Verbesserung der Wärnieaufnahmefähigkeit der Flammenschranke. Aufgrund der verkürzten Länge der Durchgangskanäle ist auch der Durchgangswiderstand verringert.

Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Höhe der Wellen vom Innenrand der Blechstreifen radial nach außen kontinuierlich abnimmt, berühren sich ι ο die übereinanderliegenden Blechstreifen nur an ihrem gewellten ,'nnenrand. Von dieser engsten Stelle ausgehend erweitern sich die zwischen den Wellen gebildeten Durchgangskanäle radial nach außen in Strömungsrichtung der Explosionsgase. Durch die hierbei entstehende diffusorartige Wirkung dehnen sich die Explosionsgase noch innerhalb der Flammenschranke zusätzlich aus und werden hierbei weiter abgekühlt, so daß der Flammenschutz noch verbessert wird.

in der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Mittelschnitt durch ein Explosions-Entlastungsventil mit der erfindungsgemäßen Flammenschranke,

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Flammenschranke im Axialschnitt,

F i g. 3 eine Seitenansicht der Flammenschranke und

Fig.4 den Grundriß der Flammenschranke nach F ig. 3.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Explosions-Entlastungsventil handelt es sich um eine vor allem für Schiffsmaschinen geeignete Ausführung, welche in die Kurbelkastenwand eingebaut wird, um beim Auftreten von Explosionen eine Beschädigung des Kurbelkastens zu vermeiden. Das Ventil besteht aus einem ringförmigen Ventilsitz 1, der mittels Schrauben 2 an einer Öffnung der Kurbelkastenwand 3 außen befestigt ist. Mit dem Ventilsitz 1 arbeitet eine Verschlußplatte 4 zusammen, die durch eine ungefähr kegelförmig gewickelte Schraubendruckfeder 5 belastet ist. Außerdem sind in den Ventilsitz 1 konzentrisch um die Verschlußplatte 4 herum Stehbolzen 6 eingeschraubt, die einen als Abdeckblech ausgebildeten Fänger 7 im Abstand vom Ventilsitz 1 halten und zugleich zur seitlichen Führung der Verschlußplatte 4 dienen. Am Fänger 7 ist die Schraubendruckfeder 5 abgestützt. Ein in eine Nut des Ventilsitzes 1 eingelegter Dichtring 8 gewährleistet einen dichten Abschluß des Entlastungsventils in der geschlossenen Stellung der Verschlußplatte 4.

Das Entlastungsventil ist mit einer Flammenschranke 9 versehen, die in den durch die öffnung des Ventilsitzes 1 hindurchführenden Gasweg eingebaut ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Flammenschranke 9 an der Außenseite des Entlastungsventils konzentrisch um die Stehbolzen 6 herum angeordnet. Sie besteht aus übereinandergeschichteten Blechstreifen 10, die über einen Teil ihrer Breite gewellt ausgebildet und zwischen dem Ventilsitz 1 und dem Fänger 7 lose eingespannt sind. bo

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, gehen die Wellen 11 vom Innenrand der Blechstreifen 10 aus und erstrecken sich etwa über die halbe Breite derselben. Die Höhe der Wellen 11 nimmt vom Innenrand der Blechstreifen 10 radial nach außen kontinuierlich ab, wobei die t» außenliegende Hälfte der Blechstreifen 10 fast eben ist. Ferner sind die einzelnen Wellen 11, u.zw. sowohl die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Wellen eines Blechstreifens 10 als auch die Wellen verschiedener Blechstreifen 10, unregelmäßig ausgebildet, wobei sie verschiedene Höhe und Breite aufweisen. Die Wellen 11 der übereinanderliegenden Blechstreifen 10 können dadurch nicht zahnradartig ineinandergreifen, sondern lieger derart aufeinander, daß die Blechstreifen 10 in ihrem außenliegenden, ebenen Teil in einer kühlrippenartigen Anordnung im Abstand voneinander gehalten werden und im gewellten innenliegenden Teil zwischen den Wellen 11 Durchtrittsöffnungen 32 mit verschiedener Größe und verschiedener Form entstehen. Soferne sich die einzelnen Wellen 11 der überetnandergeschichteten Blechstreifen 50 überhaupt berühren, was in der Regel nur bei den größten Wellen der Fall ist, liegen jeweils die Wellentäler eines Biechstreifens 10 auf den Wellenbergen des darunter angeordneten Biechstreifens 10 auf.

Gemäß Fig. 3 sind die Blechstreifen 10 aus einem durchgehenden Band 13 gebildet, das um eine senkrecht zu seiner Ebene verlaufende Achse schraubenlinienförmig gewunden ist. Wie F i g. 4 zeigt, ist das schraubenlinienförmig gewundene Band 13 von seinem Innenrand ausgehend mit Wellen 11 versehen. Die Schraubenwindungen des Bandes 13 bilden dabei die übereinanderliegenden Blechstreifen 10, die durch die Wellen 11 im Abstand voneinander gehalten sind und zwischen den Wellen 11 Durchtrittsöffnungen 12 für die Explosionsgase freilassen.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Explosions-Entlastungsventils ist folgende: Wenn im Kurbelkasten, in dessen Wand 3 des Entlastungsventil eingebaut ist, eine Gasexplosion auftritt, wird zufolge der dabei entstehenden plötzlichen Druckerhöhung die Verschlußplatte 4 vom Ventilsitz 1 gegen die Kraft der Feder 5 schlagartig abgehoben und bis an den Fänger 7 bewegt. Die Durchgangsöffnung des Ventilsitzes 1 wird dadurch freigegeben, so daß die Explosionsgase durch den Ventilsitz 1 und durch die Flammenschranke 9 nach außen abströmen können, wodurch im Kurbelkasten eine rasche Druckentlastung auftritt. Die Flammenschranke 9 bewirkt dabei eine Löschung der Flamme und verhindert ein Austreten derselben durch das Entlastungsventil nach außen.

Die durch den offenen Ventilsitz 1 austretenden heißen Explosionsgase gelangen durch die Durchtrittsöffnungen 12 hindurch zwischen die Blechstreifen 10 und strömen diesen entlang radial nach außen. Da die Blechstreifen 10 eine verhältnismäßig große Oberfläche aufweisen und wie Kühlrippen wirken, besitzen sie eine entsprechend große Wärmeaufnahmefähigkeit und bewirken eine rasche Abkühlung der ihnen entlangströmenden Gase. Vorteilhaft bestehen die Blechstreifen 10 aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere aus Aluminium. Da sich der für die Durchströmung zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt vom Innenrand der Blechstreifen 10 radial nach außen kontinuierlich erweitert, können sich die heißen Gase anschließend an die Durchtrittsöffnungen 12 zwischen den Blechstreifen 10 ausdehnen, wodurch ihre Temperatur weiter verringert wird. Beim Austritt an der Außenseite der Flammenschranke 9 sind die Gase daher soweit abgekühlt, daß weder eine Zündung möglich ist noch eine sonstige Gefahr für den Raum außerhalb des Entlastungsventils besteht. Insbesondere werden in der Nähe des Entlastungsventils sich aufhaltende oder daran vorbeigehende Personen weder durch austretende Flammen noch durch heiße Explosionsgase oder öldämpfe gefährdet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flammenschranke zum Verhindern des Flammenaustritts aus Explosions-Entlastungsventilen für geschlossene Räume, insbesondere für den Kurbelkasten vor Verbrennungsmotoren, mit in den durch das Entlastungsventil hindurchführenden Gasweg eingebauten wellenförmig gebogenen Blechstreifen, die quer zur Durchströmrichtung des Gases übereinander angeordnet sind, wobei die Wellentä- ι ο ler eines Blechstreifens auf den Wellenbergen des benachbarten Blechstreifens aufliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen (10) mit unregelmäßigen Wellen (11) unterschiedlicher Höhe und Breite versehen und aus einem durchgehenden Band (13) gebildet sind, das um eine zu seiner Ebene senkrecht stehende Achse schraubenlinienförmig gewunden ist.

2. Flammenschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (11) vom Innenrand der Blechstreifen (10) ausgehend sich höchstens über deren halbe Breite erstrecken.

3. Flammenschranke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Wellen (11) vom Innenrand der Blechstreifen (10) radial nach außen kontinuierlich abnimmt.