DE2910166A1 - Sicherheitsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsventil zum Schutz von geschlossenen Räumen gegen Überdruck, z.B. des Kurbelkastens von Verbrennungsmotoren bei Explosionen, mit einem in eine Begrenzungswand des zu schützenden Raumes eingebauten Ventilsitz, einer federbelasteten Verschlußplatte für den Ventilsitz und einer Flammenschutzeinrichtung, die aus einem engmaschigen Netz, Gitter od.dgl. besteht, das in den durch den Ventilsitz führenden Gasweg eingebaut ist.

Sicherheitsventile mit und ohne Flammenschutzeinrichtungen sind in vielen Ausführungen schon bekannt. Ihre Aufgabe besteht darin, beim Auftreten eines Überdruckes in dem zu schützenden Raum, insbesondere aufgrund von auftretenden Explosionen, rasch einen ausreichend großen

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.Abströmquerschnitt freizugeben, um Schäden zu vermeiden. Beispielsweise werden solche Sicherheitsventile in die Kurbelkastenwand von nach dem Zweitaktverfahren arbeitenden Dieselmotoren, vor allem bei Schiffsmaschinen, eingebaut, damit bei Ölnebelexplosionen kein gefährlicher Überdruck im Inneren des Kurbelkastens entstehen kann. Weitere Anwendungsbeispiele sind Gasbehälter, größere Rohrleitungen und andere Räume, in denen explosive Stoffe gelagert oder transportiert werden oder aber sich leicht entzündbare Gase bilden. Die Flammenschutzeinrichtung, die vor allem bei Schiffs- und bei Erdgasmotoren verlangt wird, hat den Zweck, im Falle von Explosionen- den Austritt von Flammen aus den Sicherheitsventilen und damit die Gefährdung von Personen oder Einrichtungen zu verhindern.

Bekannte Flammenschutzeinrichtungen bestehen aus ein- oder mehrlagigen Drahtnetzen oder aus Drahtgeflecht hergestellten Körben, die gasdurchlässig sind und eine verhältnismäßig große Oberfläche aufweisen. Beim Durchtritt von Explosionsgasen durch ein solches Netzwerk werden diese durch Wärmeabgabe an das Netzwerk abgekühlt, so daß das Austreten einer Flamme hinter dem Netzwerk verhindert wird. Das Netzwerk muß verhältnismäßig engmaschig sein und in mehreren Lagen hintereinander angeordnet werden, damit eine genügend große Oberfläche für die Wärmeaufnahme entsteht. Solche Flammenschutzeinrichtungen vergrößern daher oft recht erheblich den Durchgangswiderstand durch das Sicherheitsventil, wodurch eine genügend rasche Druckentlastung

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meist nicht gesichert ist.

Aus der DE-PS 1 134 892 ist ein Sicherheitsventil mit einer Flammenschutzeinrichtung bekannt, die aus einem in das Innere des Kurbelkastens von Verbrennungsmotoren eingebauten Netzwerk besteht, wo dieses mit dem dort vorhandenen öl benetzt wird. Dieses Öl soll die Flammen beim Durchtritt durch das Netzwerk ersticken bzw. durch Wärmeentzug abkühlen. Es bilden sich hiebei aber Ölrückstände auf der Flammenschutzeinrichtung, die auch bei kleineren Explosionen auf dem Netzwerk festbrennen. Dadurch wird der Durchgangsquerschnitt des Sicherheitsventils oft erheblich eingeengt, so daß eine sichere Druckentlastung in Frage gestellt ist. Außerdem besteht die Gefahr, daß beim Auftreten von Explosionen heiße öldämpfe durch das Sicherheitsventil austreten.

Diese Nachteile sind bei dem aus der AT-PS 311 129 bekannten Sicherheitsventil mit Flammenschutzeinrichtung vermieden. Dort besteht die Flammenschutzeinrichtung aus quer zur Durchströmungsrichtung des Gases übereinander angeordneten Blechstreifen, die mit unregelmäßigen Wellen versehen sind, so daß sie ohne Zwischenlage zusätzlicher ebener Streifen im Abstand voneinander gehalten sind. Diese Blechstreifen sind verhältnismäßig breit, besitzen eine große Wärmeaufnahmefähigkeit und engen den Durchgangsquerschnitt des Ventils trotzdem nur relativ wenig ein. Es kann deshalb auf die Aufbringung verdampfbarer Substanzen,

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insbesondere von Öl, verzichtet werden. Diese bekannte Flammenschutzeinrichtung ist deshalb in aller Regel außerhalb des zu schützenden Raumes um das Sicherheitsventil herum angeordnet.

Die Erfindung hat eine Verbesserung der bisher bekannten Sicherheitsventile mit Flammenschutzeinrichtung zum Gegenstand, u.zw. derart, daß entweder bei gleichbleibendem Durchgangsquerschnitt durch das Ventil die Sicherheit gegen das Austreten von Flammen erhöht oder aber eine Vergrößerung des Durchgangsquerschnittes und damit eine schnellere Druckentlastung erreicht wird, ohne den Flammenschutz zu beeinträchtigen.

Gemäß der Erfindung ist die Flammenschutzeinrichtung aus zwei getrennten,-im Abstand voneinander angeordneten, je für sich bekannten Flammenschranken gebildet, von denen die eine Flammenschranke innerhalb und die andere Flammenschranke außerhalb des zu schützenden Raumes vorgesehen ist. Während also bei den bekannten Flammenschutzeinrichtungen nur jeweils eine einzige Flammenschranke verwendet wird, sind erfindungsgemäß zwei Flammenschranken zu beiden Seiten des Sicherheitsventils im Abstand voneinander angeordnet. Durch diese Verdoppelung der Flammenschranken war eine erhebliche Vergrößerung des Durchgangswiderstandes durch das Ventil ohne wesentliche Verbesserung der Flammenschutzwirkung zu erwarten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ohne Verschlechterung der Flammenschutzwirkung die beiden Flammen-

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schranken größere Durchgangsöffnungen aufweisen können, wodurch der durch die Flammenschutzeinrichtung insgesamt verursachte Durchgangswiderstand kleiner wird. Das erfindungsgemäße Sicherheitsventil zeichnet sich deshalb den bisher bekannten Ausführungen gegenüber durch verbesserte Sicherheitseigenschaften aus.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die außenliegende Flammenschranke nur über einen Teilabschnitt um den Ventilsitz herum vorgesehen sein, wogegen der übrige Abschnitt durch einen Deckel od. dgl. abgeschlossen ist. Dies ist bei der "erfindungsgemäßen Ausbildung ohne zu große Einschränkung des Durchgangsquerschnittes möglich und bringt den Vorteil mit sich, daß die beim Öffnen des Sicherheitsventils allenfalls austretenden heißen Gase in eine bestimmte, dagegen unempfindliche Richtung abgeführt werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sicherheitsventils einschließlich der Flammenschutzeinrichtung in einem Schnitt durch die Mittelachse des Ventils dargestellt.

Das als Ausführungsbeispiel gezeigte Sicherheitsventil besteht aus einem Ventilsitz 1, der unter Zwischenlage einer Dichtung 2 an eine Wand 3 um eine Wandöffnung 4 herum angebaut ist. Die Durchgangsöffnung des Ventilsitzes 1st durch eine tellerförmig profilierte Verschlußplatte 5 abgeschlossen, die von einer Schraubenfeder 6 belastet ist. Die Schraubenfeder 6 ist an einem Deckel 7 abgestützt, der

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mit Hilfe von Bolzen 8 am Ventilsitz 1 befestigt ist. Die Bolzen 8 sind konzentrisch um den Rand der Verschlußplatte 5 herum angeordnet und unterstützen so die Feder 6 bei der Führung der Verschlußplatte während der Öffhungsbewegung. Am Rand der Verschlußplatte 5 ist in eine U-förmige

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Nut ein Dichtring/aus weichem Material eingelegt.

Das Sicherheitsventil ist mit einer Flammenschutzeinrichtung ausgestattet. Diese besteht aus zwei Flammenschranken 10 (Und 11, von denen die eine Flammenschranke in Strömungsrichtung der Gase vor dem Ventilsitz 1 innerhalb des zu schützenden Raumes und die Flammenschranke 11 in Strömungsrichtung nach dem Ventilsitz 1 außerhalb des zuschützenden Raumes angeordnet ist. Die Flammenschranke 10 besteht aus parallel übereinander gestapelten Blechstreifen, die entweder aus einzelnen Ringen oder aus einem durchgehenden, schraubenlinienförmig gewundenen Band bestehen. Über einen Teil ihrer Breite sind diese Blechstreifen gewellt, so daß zwischen ihnen enge Durchgangskanale verbleiben, die im Ausführungsbeispiel von der Ventilachse radial nach außen gerichtet sind. Die einzelnen Blechstreifen der Flammenschranke 10 sind durch einen in der Achse konisch vorgewölbten Abschlußdeckel 12 gehalten, der mit Hilfe von Schrauben 13 an der Wand 3 befestigt ist.

Die außerhalb des zu schützenden Raumes angeordnete Flammenschranke 11 besteht aus mehreren Lagen eines engmaschigen Metallgewebes, das durch den Deckel 7 und die zugehörigen Schraubenbolzen 8 auf dem Ventilsitz 1 befestigt

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ist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, reicht die Flammenschranke 11 nur über einen Teilabschnitt um den Ventilsitz 1 herum. Sie ist nur über etwa einen Winkel von 120° um den Ventilsitz 1 herumgelegt. Der übrige Teilabschnitt des Ventilsitzes 1 ist von einer Seitenwand 14 des Deckels 7 abgeschlossen, die bis auf den Ventilsitz 1 reicht. Die Seitenwand 14 wird durch die Schraubenbolzen 8 in eine Umfangsnut 15 des Ventilsitzes 1 gepreßt und reicht über mehr als zwei Drittel des Umfanges des Ventilsitzes 1. Sie hält so auch den Deckel 7, der zugleich auch als Fänger der Verschlußplatte 5 des Sicherheitsventils dient, in richtigem Abstand vom Ventilsitz 1. Auch die Flammenschranke 11 liegt mit einem Rand in der Umfangsnut 15 des Ventilsitzes 1, wogegen sie an ihrem anderen Rand durch den abgebogenen Deckelrand 16 gehalten ist.

Wenn in dem durch die Wand 3 begrenzten Raum plötzlich ein z.B. durch eine Explosion verursachter Druckanstieg auftritt, hebt sich die Verschlußplatte 5 gegen die Kraft der Feder 6 vom Ventilsitz 1 ab, so daß rasch ein durch die Wandöffnung 4 und den Ventilsitz 1 führender Strömungsweg freigegeben wird, auf dem sich der Druck abbauen kann. Die beiden Flammenschranken 10 und 11 verhindern hiebei, daß von der Explosion herrührende Flammen oder heiße Öldämpfe ins Freie austreten. Die Flammenschranke 10 weist eine verhältnismäßig große Wärmeaufnahmefähigkeit auf und kühlt die Flammen weitgehend ab. Da sich aber auch im Raum zwischen der Verschlußplatte 5 und dem Abschlußdeckel 12

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ein zündfähiges Gas befindet, kann es dort zu Sekundärexplosionen kommen. In diesem Fall verhindert die Flammenschranke 11 im Bereich des Deckels 7 denAustritt von Flammen. Mit Rücksicht auf die vergleichsweise kleineren Explosionen, die in diesem Raum auftreten, genügt eine Flammenschranke 11 mit entsprechend kleiner Wärmeaufnahmefähigkeit zur sicheren Löschung der auftretenden Flammen. Die Flammenschranke 11 besitzt deshalb auch nur einen entsprechend kleinen Durchgangswiderstand und es ist nicht notwendig, sie um den gesamten Umfang des Ventilsitzes 1 herumzulegen. Es bietet sich dadurch die einfache Möglichkeit, die austretenden heißen Abgase durch den Deckel 6 etwa nach unten abzuleiten. Da auch die innen liegende Flammenschranke mit Rücksicht auf die zweite Flammensehrarike 11 nicht auf extreme Sicherheit ausgelegt sein muß, weist das erfindungsgemäße Sicherheitsventil insgesamt entweder eine bessere Flammenschutzwirkung oder aber einen geringeren Durchgangswiderstand als vergleichbare bekannte Ausführungen mit nur einer Flammenschranke auf.

Abweichend von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel hat sich eine Flamraenschranke aus Blechstreifen oder ringförmigen Scheiben als vorteilhaft erwiesen, die mit aneinander anschließenden Wellen mit einem Querschnitt in. Form eines halben regelmäßigen Sechsecks versehen sind, Mehrere, zu einem Paket übereinandergeschichtete Blechstreifen oder Scheiben mit solchen Wellen ergeben eine Flammenschranke mit bienenwabenförmig angeordneten Durchgangskanälen.

Patentansprüche ι 909 8 3 9 /0 8 47 ————

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Claims (2)

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1. Sicherheitsventil zum Schutz von geschlossenen Räumen gegen Überdruck, z.B, des Kurbelkastens von Verbrennungsmotoren bei Explosionen, mit einem in eine Begrenzungswand des zu schützenden Raumes eingebauten Ventilsitz, einer federbelasteten Verschlußplatte für den Venti1-sitz und einei^Flammenschutzeinrichtungr die aus einem engmaschigen Netz oder Gitter besteht, das in den durch den Ventilsitz führenden Gasweg eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flammenschutzeinrichtung aus zwei getrennten, im Abstand voneinander angeordneten, je für sich bekannten Flammenschranken (10,11) gebildet ist, von denen die eine Flammenschranke (10) innerhalb und die andere Flammenschranke (11) außerhalb des zu schützenden Raumes vorgesehen ist.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegende Flammenschranke (11) nur über einen Teilabschnitt um den Ventilsitz (1) herum vorgesehen ist, wogegen der übrige Abschnitt durch einen Deckel (6) od.dgl, abgeschlossen ist, :

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