DE9203054U1 - Non-return valve for exhaust pipes - Google Patents
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Description
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Willi SkoberneWilli Skoberne
Rückstromsicherungsventil für AbgasleitungenNon-return valve for exhaust pipes
Die Erfindung betrifft ein Rückstromsicherungsventil für Abgasleitungen für Brenngeräte in Gebäuden, mit einem an die Abgasleitung angeschlossenen Ventilgehäuse und einem beweglichen Absperrkörper.The invention relates to a non-return valve for exhaust pipes for combustion devices in buildings, with a valve housing connected to the exhaust pipe and a movable shut-off body.
Wenn Brenngeräte und die zugehörigen Abgasanlagen so ausgelegt sind, daß die Brenngeräte die Abgase mit Überdruck in die Abgasanlage abführen, ist eine Rückstromsicherung erforderlich. Die Rückstromsicherung gibt die Strömungsverbindung vom Brenngerät zur Abgasleitung nur frei, wenn das Brenngerät eingeschaltet ist. Ist das Brenngerät ausgeschaltet, so verschließt die Rückstromsicherung die Verbindung zwischen dem Brenngerät und der Abgasleitung.If burners and the associated exhaust systems are designed in such a way that the burners discharge the exhaust gases into the exhaust system under excess pressure, a backflow prevention device is required. The backflow prevention device only opens the flow connection from the burner to the exhaust line when the burner is switched on. If the burner is switched off, the backflow prevention device closes the connection between the burner and the exhaust line.
Wenn mehrere Brenngeräte an eine gemeinsame Abgasleitung angeschlossen sind, muß durch die Funktion der Rückstromsicherung gewährleistet sein, daß keine Abgase aus der Abgasleitung durch ein ausgeschaltetes Brenngerät in den Raum gelangen können, in dem das Brenngerät aufgestellt ist.If several combustion devices are connected to a common exhaust pipe, the function of the backflow prevention device must ensure that no exhaust gases from the exhaust pipe can enter the room in which the combustion device is installed through a switched off combustion device.
Wenn nur ein Brenngerät an die Abgasleitung angeschlossen ist, besteht zwar keine Gefahr, daß Abgase durch dieses Brenngerät im ausgeschalteten Zustand in den RaumIf only one burner is connected to the exhaust pipe, there is no danger of exhaust gases from this burner entering the room when it is switched off.
austreten können; die Rückstromsicherung verhindert dann ein Auskühlen des abgeschalteten Brenngerätes durch normalen Zug.can escape; the backflow protection then prevents the switched off burner from cooling down due to normal draught.
Herkömmliche bekannte Rückstromsicherungsventile weisen eine elektrische Betätigungseinrichtung für den Absperrkörper auf. Wenn das zugeordnete Brenngerät abgeschaltet wird, wird ein Steuerimpuls an das Rückstromsicherungsventil gegeben, so daß das Ventil geschlossen wird. Erst beim erneuten Einschalten des Brenngeräts wird das Rückstromsicherungsventil durch einen weiteren Steuerungsimpuls wieder in seine geöffnete Stellung gebracht.Conventional non-return valves have an electrical actuation device for the shut-off body. When the associated burner is switched off, a control pulse is sent to the non-return valve so that the valve is closed. Only when the burner is switched on again is the non-return valve returned to its open position by another control pulse.
Diese bekannten Rückstromsicherungsventile erfordern einen verhältnismäßig hohen Bauaufwand. Ihre Funktionssicherheit hängt weitestgehend auch von der Funktionsfähigkeit der elektrischen Steuerungseinrichtung ab. Tritt ein Fehler in der elektrischen Steuerungseinrichtung auf, beispielsweise ein Ausfall eines Schaltkreises, so besteht die Gefahr, daß das Rückstromsicherungsventil geschlossen bleibt, obwohl das Brenngerät eingeschaltet ist. Dies kann zu erheblichen Störungen und Gefährdungen führen.These well-known non-return valves require a relatively high level of construction effort. Their functional reliability depends largely on the functionality of the electrical control device. If a fault occurs in the electrical control device, for example a circuit failure, there is a risk that the non-return valve will remain closed, even though the burner is switched on. This can lead to considerable malfunctions and hazards.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Rückstromsicherungsventil der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß es von einfachem Aufbau ist und eine hohe Funktionssicherheit aufweist; insbesondere soll es unabhängig von elektrischen Steuerungseinrichtungen zuverlässig arbeiten.The object of the invention is therefore to design a non-return valve of the type mentioned at the beginning in such a way that it is of simple construction and has a high level of functional reliability; in particular, it should work reliably independently of electrical control devices.
Diese Aufgabe wird bei einem Rückstromsicherungsventil der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, daß das Rückstromsicherungsventil als Rückschlagventil ausgeführt ist und daß der Absperrkörper in dem Ventilgehäuse zwischen einer Absperrstellung, in der er auf einemThis task is achieved in a non-return valve of the type mentioned above in that the non-return valve is designed as a check valve and that the shut-off body in the valve housing can be switched between a shut-off position in which it rests on a
Ventilsitz des Ventilgehäuses ruht, und einer angehobenen Öffnungsstellung beweglich ist.Valve seat of the valve housing rests and is movable in a raised opening position.
Das erfindungsgemäße Rückstromsicherungsventil wird allein durch die beim Betrieb der Brennstelle auftretende Abgasströmung betätigt und geöffnet. Sobald das Brenngerät abgeschaltet wird und keine Abgasströmung mehr auftritt, schließt sich das Rückstromsicherungsventil selbsttätig, ohne das hierfür ein gesonderter Steuerungsimpuls oder ein sonstiger Betätigungseingriff erforderlich wäre. Die Schließbewegung wird ausschließlich durch die auf den Absperrkörper wirkende Schwerkraft ausgeführt.The non-return valve according to the invention is activated and opened solely by the exhaust gas flow that occurs when the burner is in operation. As soon as the burner is switched off and there is no longer any exhaust gas flow, the non-return valve closes automatically, without a separate control pulse or other actuation being required. The closing movement is carried out solely by the force of gravity acting on the shut-off body.
Auf diese Weise ist beim Betrieb mehrerer Brenngeräte an einer gemeinsamen Abgasanlage sichergestellt, daß ein nicht in Betrieb befindliches Brenngerät von der Abgasanlage abgetrennt wird, und zwar unabhängig davon, ob das Brenngerät absichtlich ausgeschaltet wurde oder infolge einer Funktionsstörung ausgefallen ist. Etwaige Störungen in elektrischen Anlagen, insbesondere der Ausfall eines oder mehrerer Schaltkreise, ist für die sichere Funktion des Rückstromsicherungsventils ohne Bedeutung. Der Austritt von schädlichen Abgasen durch ein nicht in Betrieb befindliches Brenngerät wird damit zuverlässig verhindert. Da der mechanische Aufbau des Rückstromsicherungsventils sehr einfach ist, sind auch Funktionsstörungen mechanischer Art weitestehend ausgeschlossen.In this way, when operating several burners on a common exhaust system, it is ensured that a burner that is not in operation is disconnected from the exhaust system, regardless of whether the burner was intentionally switched off or failed as a result of a malfunction. Any malfunctions in electrical systems, in particular the failure of one or more circuits, are irrelevant to the safe functioning of the non-return valve. The escape of harmful exhaust gases through a burner that is not in operation is thus reliably prevented. Since the mechanical structure of the non-return valve is very simple, malfunctions of a mechanical nature are also largely excluded.
Wenn nur ein einziges Brenngerät an eine Abgasleitung angeschlossen ist, wird dieses Brenngerät ebenfalls von der Abgasleitung abgetrennt, sobald es nicht mehr in Betrieb ist. Dadurch wird ein Auskühlen des Brenngerätes durch einen etwaigen natürlichen Kaminzug verhindert. Dadurch wird eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades des Brenngerätes erreicht.If only a single burner is connected to an exhaust pipe, this burner is also disconnected from the exhaust pipe as soon as it is no longer in use. This prevents the burner from cooling down due to any natural chimney draught. This further increases the efficiency of the burner.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß eine untere Einlaßöffnung des Ventilgehäuses den Ventilsitz bildet, daß sich seitliche Führungen für den frei beweglichen Absperrkörper vom Ventilsitz nach oben erstrecken, und daß zwischen benachbarten Führungen Strömungskanäle für das Abgas ausgebildet sind. In dieser Ausführung ist das Rückstromsicherungsventil mit geringem Aufwand herzustellen. Es hat einen geringen Platzbedarf. Da es als einziges bewegtes Teil den Absperrkörper aufweist, ist es mechanisch von sehr einfachem Aufbau, so daß mechanische Störungen weitestgehend ausgeschlossen sind. Durch die Bewegung des Absperrkörpers zwischen seinen seitlichen Führungen tritt an den relativ zueinander bewegten Teilen eine mechanische Selbstreinigungswirkung auf, so daß auch keine Störungen durch Ablagerungen nach längerer Betriebsdauer zu befürchten sind.According to a preferred embodiment of the invention, a lower inlet opening of the valve housing forms the valve seat, lateral guides for the freely movable shut-off body extend upwards from the valve seat, and flow channels for the exhaust gas are formed between adjacent guides. In this design, the backflow prevention valve can be manufactured with little effort. It requires little space. Since the shut-off body is the only moving part, it is mechanically very simple in construction, so that mechanical faults are largely excluded. The movement of the shut-off body between its lateral guides causes a mechanical self-cleaning effect on the parts that move relative to one another, so that there is no need to fear faults due to deposits after a longer period of operation.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Absperrkörper einen kegelförmigen Abschnitt mit nach unten gerichteter Spitze auf, der in der Absperrstellung am Ventilsitz anliegt. Dadurch ist eine gute Zentrierung des Absperrkörpers am Ventilsitz gewährleistet. Außerdem ist die nach unten gerichtete Kegelspitze strömungsgünstig, so daß der Absperrkörper im angehobenen Zustand einen nur geringen Strömungswiderstand für die Abgase bietet.According to a preferred embodiment, the shut-off body has a conical section with a downward-pointing tip, which rests against the valve seat in the shut-off position. This ensures that the shut-off body is well centered on the valve seat. In addition, the downward-pointing conical tip is aerodynamically favorable, so that the shut-off body offers only a low flow resistance for the exhaust gases when raised.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of further subclaims.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:In the following, embodiments of the invention are explained in more detail, which are shown in the drawing. It shows:
Fig. 1 in schematischer Darstellungsweise eine Abgasanlage mit zwei angeschlossenen Brenngeräten,Fig. 1 shows a schematic representation of an exhaust system with two connected combustion devices,
Fig. 2 in einem vergrößerten senkrechten Schnitt eines der Stromsicherungsventile der Abgasanlage nach Fig. 1 undFig. 2 in an enlarged vertical section of one of the current safety valves of the exhaust system according to Fig. 1 and
Fig. 3 in einem senkrechten Schnitt eine weitere Ausführungsform eines Rückstromsicherungsventils.Fig. 3 shows a vertical section of another embodiment of a non-return valve.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Abgasanlage sind zwei Brenngeräte 1, beispielsweise Heizgeräte, in einem Gebäude in einer Kaskadenschaltung an eine Abgasleitung 2 der Abgasanlage angeschlossen.In the exhaust system shown in Fig. 1, two combustion devices 1, for example heaters, in a building are connected in a cascade circuit to an exhaust pipe 2 of the exhaust system.
Jeweils unmittelbar am Brenngerät 1 ist am Anfang der Abgasleitung 2 ein Rückstromsicherungsventil 3 angeordnet, das in Einzelheiten in Fig. 2 in einem senkrechten Schnitt dargestellt ist.A non-return valve 3 is arranged directly on the burner 1 at the beginning of the exhaust gas line 2, which is shown in detail in Fig. 2 in a vertical section.
In einem im wesentlichen zylindrischen Ventilgehäuse 4, das ebenso wie die Abgasleitung 2 aus Blech oder Kunststoff bestehen kann, ist ein verhältnismäßig leichter Absperrkörper 5 frei beweglich angeordnet. Der Absperrkörper 5 besteht beispielsweise aus Kunststoff. Er kann als Kunststoff-Hohlkörper oder ausgeschäumter Körper ausgeführt sein.A relatively light shut-off body 5 is arranged so as to be freely movable in an essentially cylindrical valve housing 4, which, like the exhaust pipe 2, can be made of sheet metal or plastic. The shut-off body 5 is made of plastic, for example. It can be designed as a hollow plastic body or a foamed body.
Der Absperrkörper 5 ist in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien in seiner Absperrstellung dargestellt. Der Absperrkörper 5 weist einen unteren, kegelförmigen Abschnitt 5a mit nach unten gerichteter Kegelspitze auf. über diesem kegelförmigen Abschnitt 5a befindet sich ein im wesentlichen zylindrischer Führungsabschnitt 5b.The shut-off body 5 is shown in Fig. 2 with solid lines in its shut-off position. The shut-off body 5 has a lower, conical section 5a with a cone tip pointing downwards. Above this conical section 5a there is an essentially cylindrical guide section 5b.
Eine untere Einlaßöffnung des Ventilgehäuses 4, durch die die Abgase einströmen, bildet einen ringförmigen Ventilsitz 7, auf dem der kegelförmige Abschnitt 5a des Absperrkörpers 5 in der in Fig. 2 gezeigten Absperrstellung ruht.A lower inlet opening of the valve housing 4, through which the exhaust gases flow in, forms an annular valve seat 7 on which the conical section 5a of the shut-off body 5 rests in the shut-off position shown in Fig. 2.
Von dem Ventilsitz 7 erstrecken sich im Ventilgehäuse 4 seitliche Führungen 8 nach oben, die beispielsweise von senkrechten radialen Rippen 9 im Ventilgehäuse 10 gebildet werden. Zwischen den Führungen 8 wird der zylindrische Abschnitt 5b des Absperrkörpers 5 mit Spiel geführt, so daß sich der Absperrkörper 5 zwischen den Führungen 8 frei nach oben bewegen kann, wie in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist.Lateral guides 8 extend upwards from the valve seat 7 in the valve housing 4, which are formed, for example, by vertical radial ribs 9 in the valve housing 10. The cylindrical section 5b of the shut-off body 5 is guided with play between the guides 8, so that the shut-off body 5 can move freely upwards between the guides 8, as indicated in Fig. 2 with dot-dash lines.
Zwischen jeweils benachbarten Führungen 8 bzw. Rippen 9 sind Strömungskanäle 10 ausgebildet, durch die das Abgas seitlich um den Absperrkörper 5 herum nach oben strömen kann, wenn der Absperrkörper 5 von seinem Ventilsitz 7 angehoben ist. Am oberen Ende des Ventilgehäuses 4 befindet sich eine Austrittsöffnung 11, die an die Abgasleitung 2 angeschlossen ist. Anstelle der im wesentlichen kegelförmigen Gestaltung des Absperrkörpers 5, wie er in der Zeichnung dargestellt ist, kann auch eine andere Gestaltung gewählt werden, beispielsweise als Kugel oder Klappe (Fig. 3).Flow channels 10 are formed between adjacent guides 8 or ribs 9, through which the exhaust gas can flow upwards laterally around the shut-off body 5 when the shut-off body 5 is raised from its valve seat 7. At the upper end of the valve housing 4 there is an outlet opening 11 which is connected to the exhaust gas line 2. Instead of the essentially conical design of the shut-off body 5, as shown in the drawing, another design can also be selected, for example as a ball or flap (Fig. 3).
Sobald die angeschlossene Brennstelle 1 in Betrieb genommen wird, beispielsweise das Brennergebläse eines Heizungskessels eingeschaltet wird, hebt der sofort auftretende Luftstrom den Absperrkörper 5 von seinem Ventilsitz 7 ab; das Rückstromsicherungsventil 3 wird geöffnet, und die beim Betrieb des Brenngeräts auftretenden Abgase können ungehindert abgeführt werden. Sobald das Brenngerät ausgeschaltet wird, sinkt der Absperrkörper 5 unter Schwerkrafteinfluß auf den Ventilsitz 7 zurück und verschließt das Rückstromsicherungsventil, so daß keine Abgase aus der Abgasleitung 2 in das Brenngerät 1 und von dort in den umgebenden Raum gelangen können, auch wenn in der Abgasleitung 2 durch den Betrieb anderer Brenngeräte ein Überdruck herrscht.As soon as the connected burner 1 is put into operation, for example the burner fan of a heating boiler is switched on, the air flow that immediately occurs lifts the shut-off body 5 from its valve seat 7; the non-return valve 3 is opened and the exhaust gases that occur when the burner is in operation can be discharged unhindered. As soon as the burner is switched off, the shut-off body 5 sinks back onto the valve seat 7 under the influence of gravity and closes the non-return valve so that no exhaust gases from the exhaust line 2 can get into the burner 1 and from there into the surrounding room, even if there is excess pressure in the exhaust line 2 due to the operation of other burners.
In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Rückstromsicherungsventils dargestellt. Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß der Absperrkörper als Klappe 5' ausgeführt ist. Im geschlossenen Zustand, der in Fig. 3 mit ausgezogenenen Linien dargestellt ist, ruht die Klappe 5' auf dem Ventilsitz 7, der am oberen Rand der Öffnung 6 gebildet ist. Die Klappe 5' ist seitlich an einem im Ventilgehäuse 4 angebrachten Lagerbock 12 leicht beweglich angelenkt. Die Klappe 5' ist ebenso wie der Absperrkörper 5 der Ausführung nach Fig. 2 sehr leicht ausgeführt und kann daher durch die Abgasströmung in die in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutete Offnungsstellung angehoben werden.Fig. 3 shows a modified embodiment of the backflow prevention valve. This differs from the embodiment according to Fig. 2 essentially in that the shut-off body is designed as a flap 5'. In the closed state, which is shown in Fig. 3 with solid lines, the flap 5' rests on the valve seat 7, which is formed at the upper edge of the opening 6. The flap 5' is hinged to the side of a bearing block 12 mounted in the valve housing 4 so that it can move easily. The flap 5', like the shut-off body 5 of the embodiment according to Fig. 2, is very light and can therefore be raised by the exhaust gas flow into the open position indicated in Fig. 3 with dot-dash lines.
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