DE3627490A1 - Verschlussventil fuer schutzraumbelueftungsleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verschlußventil für Schutz­ raumbelüftungsleitungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten Verschlußventil der genannten Art (DE-AS 12 93 605) ist die Luftzuführungsleitung von zwei gleichachsigen Kanälen ringförmig umgeben, die an ihren dem Ventilverschluß­ körper entgegengesetzten Enden miteinander in Verbindung stehen. Die Stoßfront einer Druckwelle trifft hier direkt auf das Ventil­ verschlußglied auf, während der massebehafteten Druckwelle vom Ende der Luftzuführungsleitung zum Ventildurchgang ein verlänger­ ter Weg aufgezwungen wird, um sicherzustellen, daß die Stoßfront den Ventilkörper in seine Schließlage gebracht hat, bevor die Druckwelle über die Luftführung durch die Kanäle den Ventil­ durchgang erreicht hat.

Es ist weiter ein Verschlußventil bekannt, bei dem ein einziger Kanal vorgesehen ist, der an der Einmündung einer zum Ventil­ verschlußteller führenden Druckleitung beginnt und in dem durch eine schraubenförmig angeordnete Wandung eine Wegverlängerung in der Luftführung zum Ventildurchgang bewirkt wird (DE-AS 11 53 259).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kombination bestehend aus einer Druckstoßsicherung mit Wegumlenkung und -verlängerung und einem mechanischen Staubfilter zu schaffen, die in kompakter Bauweise realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung ausgehend von einem Ver­ schlußventil nach dem Patentanspruch 1 gelöst durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 herausgestellten Merk­ male.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Funktion der Wegumlenkung und -verlängerung, die zum Her­ aufsetzen der Laufzeit der einfallenden Stoßfront bzw. masse­ behafteten Druckwelle erforderlich ist, wird hierbei durch das als Zentrifugalabscheider ausgebildete mechanische Filter durch die in den Abscheideraum (Zyklonen) funktionsmäßig zur Staub­ abscheidung benötigten Drallkräfte und zum Tauchrohr hin gegebene 180° Umlenkung mit benutzt. Drallkanäle, 180° Umlenkung und Tauchrohr erfüllen somit zwei Funktionen. Sie bewirken die Staub­ abscheidung durch Fliehkraft und Umlenkung und dienen der Ver­ längerung der Laufzeit der Stoßfront und Druckwelle, relativ betrachtet zur Schließzeit des Schließtellers.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform.

Das in Fig. 1 dargestellte Verschlußventil 2 weist ein ring­ förmiges Luftgehäuse 4 auf, das auf seinem einen Ende mit einem deckelförmigen Auslaßgehäuse 6 mit einem Auslaßstutzen 8 versehen ist. Am anderen Ende des Gehäuses 4 ist ein deckelförmiges Luft­ einlaßgehäuse 10 vorgesehen, das mit einem Einlaßstutzen 12 versehen ist. Dieses Gehäuse 10 ist über einen Zwischenflansch 14 mit dem Gehäuse 4 verbunden, in dem ein Restgasauslaßkanal 16 ausgebildet ist.

Zwischen dem Auslaßgehäuse 6 und dem Gehäuse 4 ist eine Zwischen­ wand 18 angeordnet, die in der Mitte in Richtung auf den Aus­ laßstutzen 8 mit einem zylinderringförmigen Kragen 20 versehen ist, der zusammen mit einem Zylinderring 22 einen U-förmigen Ringkanal 24 bildet, in dem ein Ventilverschlußkörper 26 mit einem zylindrischen Ansatz 27 geführt ist. Der Ventilverschluß­ körper ist axial beweglich und wird durch im wesentlichen radiale Zugfedern 28 mit leichter Vorspannung in der dargestellten Offen-Stellung gehalten. Der zugehörige Ventilsitz 30 ist am Auslaßstutzen 8 des Auslaßgehäuses 6 ausgebildet.

Im Bereich des Einlaßgehäuses 10 und des Zwischenflansches 14 ist in einer durch die beiden Teile gebildeten Erweiterung 32 des Luftzufuhrkanals 34 ein Ventilverschlußkörper 36 einer Sog­ sicherung angeordnet, die wiederum über Zugfedern 38 in der Offen-Stellung gehalten wird, in der es gegen Anschlagrippen 40 anliegt, die am Zwischenflansch 14 ausgebildet sind. Der Ventil­ verschlußkörper 36 arbeitet mit einem Ventilsitz 42 am inneren Ende des Einlaßstutzens 12 zusammen.

Im Einlaßstutzen 12 bzw. im Auslaßstutzen 8 ist jeweils stern­ förmig eine Vielzahl radialer Rippen 13 bzw. 9 als Anschläge für die Ventilverschlußglieder 36 bzw. 26 vorgesehen. In dem ring­ förmigen Gehäuse 4 ist ein zentraler Luftzuführungskanal 44 ausgebildet, der hier an seinem stromabwärtigen Ende mit einem Luftleitprofil 46 versehen ist, an das sich eine radiale Erweiterung 48 anschließt, die zusammen mit der Zwischenwand 18 einen radial nach innen offenen Ringkanal als Luftzuführkammer für die unten zu beschreibenden Zyklone bildet.

In der Wandung des ringförmigen Gehäuses 4 sind auf zwei Teil­ kreisen A und B Gehäuseinnenkonturen 50 einer Vielzahl von Zyklonen eines Multizyklons ausgebildet. Diese Gehäusekonturen sind in die Wandung des Rumpfgehäuses mit zur Gehäuseachse parallelen Achsen eingegossen. In diese integral in dem Rumpf­ gehäuse 4 ausgebildeten Zyklongehäuse greifen Luftauslaßrohre 52 ein, um die außen herum in üblicher Weise im Gehäuseeinlaß Drall­ körper 54 vorgesehen sind. Mit ihrem gegenüberliegenden Ende sind die Auslaßrohre 52 der einzelnen Zyklone dichtend durch die Zwischenwand 18 hindurchgeführt. Sie münden in einem Ringkanal 56, der in den Ventildurchgang 29 übergeht.

Das Staubaustragsende 58 der Zyklongehäuse 50 endet in der radialen Endwand 60 des Gehäuses 4, die den zum Gehäuse 4 offenen Ringkanal 16 in dem Zwischenflansch 14 abschließt. Der Ringkanal 16 ist mit einem Auslaßstutzen 62 versehen, durch den die staub­ beladene Restluft austritt, die aus den Zyklonen in den Ringkanal 16 austritt.

An das Ventil kann saug- oder druckseitig ein die Luft förderndes Gebläse angeordnet sein. An den Austritt 62 kann, soweit erfor­ derlich, ein Sauggebläse angeschlossen werden.

Wie durch den Stromfaden 64 angedeutet, gelangt Rohluft durch den Ansaugstutzen 34 und, soweit vorgesehen, außen an dem Ventil­ verschlußkörper 36 der Sogsicherung in den Luftführungskanal 44 und von hier radial in den Ringkanal 48, aus dem er mit umge­ kehrter Strömungsrichtung über die Drallkörper 54 in gleich­ mäßiger Verteilung in die einzelnen Zyklone eintritt, aus denen im Wirbelkern Reinluft über die Luftauslaßrohre 52 abgeführt wird, die dann über den Ventildurchgang des Druckstoßventils und den Auslaßstutzen 8 austritt. Der Querschnitt des Luftführungs­ kanals 44 ist in Abhängigkeit vom Luftdurchsatz aller Zyklone zu wählen.

Die beschriebene Anordnung ergibt ein Multizyklon sehr gedrängter Bauweise, das hier im wesentlichen ohne zusätzliches Bauvolumen mit einer Druckstoß- und Sogsicherung kombiniert ist. Tritt ein Druckstoß auf, bewegt dessen Stoßfront den Ventilverschlußkörper 26 in die Schließstellung. Die Luft der massebehafteten Druck­ welle wird radial nach außen umgelenkt und auf die Vielzahl von einzelnen Zyklonen aufgeteilt. Zur Drallerzeugung in den Drall­ kanälen der Zyklone wird Energie verbraucht. Diese in den Drall­ kanälen der Zyklone verbrauchte Drallenergie, ausgedrückt durch den Strömungswiderstand, bewirkt zusätzlich zur Laufzeitver­ zögerung eine Druckabsorption der massebehafteten Druckwelle.

Mit den gleichen Bauteilen, aus denen das vorbeschriebene Ventil ausgebildet ist, läßt sich auch ein reiner Multizyklon her­ stellen. In diesem Fall entfällt der Ventilverschlußkörper 26, und es wird dann eine durchgehende Zwischenwand 18 vorgesehen, vor der dann die Luftzuführungsleitung 44 endet. Auch der Ventil­ verschlußkörper 36 des Sogventils wird hierbei fortgelassen.

Bei der zweiten Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist wiederum ein Verschlußventil mit einem ringförmigen Gehäuse 70 vorgesehen, an das einseitig ein Multizyklon 72 angeschlossen ist, vorzugsweise direkt angegossen ist. In diesem Multizyklon sind in Reihen jeweils die Zyklongehäuse 74 eingegossen. Die Zyklongehäuse benachbarter Reihen sind vorzugsweise um eine halbe Teilung T/2 versetzt, so daß die Zyklongehäuse benachbarter Reihen jeweils genestet sind, um in einem gegebenen Volumen eine möglichst große Anzahl von Zyklongehäusen unterbringen zu können. Oberhalb des Multizyklons 72 ist hier wiederum ein Luftüber­ trittskanal 75 angeordnet, in den die Luft entsprechend dem ein­ gezeichneten Stromfaden 76 seitlich aus dem Luftführungskanal 78 übertritt. Auch die Trennwand 84 zwischen der Reinluftsammel­ kammer 80 mit dem Luftaustrittsstutzen 82 und dem Ventildurchgang 81 einerseits und dem Gehäuse 70 andererseits erstreckt sich bis über die Zyklongehäuse des Multizyklons 72. Durch die Trennwand 84 sind hier wiederum abdichtend die Enden der Reinluftauslaß­ rohre 86 hindurchgeführt. Bezüglich Einzelheiten der Druck­ stoßsicherung 88 und der Sogsicherung 90 wird auf die Beschrei­ bung der Ausführungsform nach Fig. 1 verwiesen.

Der Restluftsammelkanal 92, in den die Restluftauslaßöffnungen der Zyklone münden, ist hier am Lufteinlaßgehäuse 94 ausgebildet, der den Einlaßstutzen 96 trägt. Der Restluftsammelkanal 92 ist mit einem Auslaßstutzen 98 versehen.

Ein seitlich an dem Rumpfgehäuse 74 des Verschlußventils ange­ ordneter Multizyklon kann senkrecht zur Ansicht in der Zeichnung gesehen eine Breite haben, die dem Durchmesser des ringförmigen Gehäuses 70 entsprechen kann. Die Zyklone des Multizyklons können sich aber auch als Kreisringabschnitte über einen begrenzten Teil des Umfangs des Gehäuses 70 erstrecken. Durch entsprechende Wahl ist das Verschlußventil mit dem angebauten Multizyklon an die jeweiligen Einbauverhältnisse anpaßbar.

Im vorstehenden sind die Gehäuse der Zyklone in ein Gehäuse integral eingegossen. Es ist aber auch möglich, die Zyklone mit gesonderten Gehäusen, beispielsweise aus kunststoffgespritzen Gehäusen, in entsprechend vorbereitete Kammern des Ventils ein­ zusetzen.

Claims (9)

1. Verschlußventil für Schutzraumbelüftungsleitungen mit einem gegen eine in Öffnungsrichtung wirkende Federkraft ver­ schieblichen Ventilverschlußkörper und einer gegen den Ventilverschlußkörper gerichteten, im Abstand vor diesem endenden Luftzuführungsleitung sowie mit einer Luftführung zwischen dem Ende der Luftzuführungsleitung und dem Ventil­ durchgang, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführung als Multizyklon mit einer Vielzahl zueinander paralleler Zyklone (50; 74) ausgebildet ist, deren Reinluftauslaßleitungen (52; 86) abgedichtet durch eine quer zur Luftzuführungs­ leitung (44; 78) des Ventils liegende Trennwand (18; 84) in einen Raum (56; 80) geführt sind, der mit dem Ventildurchgang (29; 81) in Verbindung steht, und daß am Ventilgehäuse (4; 70) ein Restluftsammelkanal (16; 92) vorgesehen ist, in den die Zyklone mit ihrem Konusende (58) münden und der mit einer Restluftauslaßöffnung (62; 98) versehen ist.

2. Verschlußventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklone (50; 74) mit ihrer Achse parallel zur Achse der Luftzuführungsleitung (44, 78) liegen.

3. Verschlußventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilverschlußkörper (26; 88) koaxial mit der Luft­ zuführungsleitung (44, 78) angeordnet ist.

4. Verschlußventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Multizyklon (72) einseitig im/am Ventilgehäuse (70) angeordnet ist.

5. Verschlußventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Multizyklon ringförmig um die Luftzuführ­ leitung (44) herum angeordnet ist und daß zwischen der Trennwand (18) und dem Einlaß der Zyklone (50) ein zur Luftzuführungsleitung hin offener Ringkanal (48) ausgebildet ist, durch den die Reinluftauslaßrohre (52) der Zyklone (50) hindurchgeführt sind.

6. Verschlußventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklone (50) auf wenigstens zwei Teilkreisen (A, B) mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.

7. Verschlußventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaßende der Luftzuführleitung (44; 78) ein Sogventil (36; 90) angeordnet ist.

8. Verschlußventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklone (50; 74) integral in einem Gußgehäuse (4; 72) ausgebildet sind.

9. Verschlußventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklone (50) integral in einem gegossenen ringförmigen Gehäuse des Ventils ausgebildet sind.