EP2461099B1 - Rückströmsperre für eine Abgasleitung - Google Patents

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EP2461099B1
EP2461099B1 EP20100193660 EP10193660A EP2461099B1 EP 2461099 B1 EP2461099 B1 EP 2461099B1 EP 20100193660 EP20100193660 EP 20100193660 EP 10193660 A EP10193660 A EP 10193660A EP 2461099 B1 EP2461099 B1 EP 2461099B1
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EP
European Patent Office
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section
tubular
check valve
radially
fluid
Prior art date
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EP20100193660
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English (en)
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EP2461099A1 (de
Inventor
Jürgen RICHTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centrotherm Systemtechnik GmbH
Original Assignee
Centrotherm Systemtechnik GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L11/00—Arrangements of valves or dampers after the fire
    • F23L11/005—Arrangements of valves or dampers after the fire for closing the flue during interruption of burner function
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/4456—With liquid valves or liquid trap seals
    • Y10T137/4621—Seal for relatively movable valving parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/4456—With liquid valves or liquid trap seals
    • Y10T137/4643—Liquid valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7287—Liquid level responsive or maintaining systems
    • Y10T137/7358—By float controlled valve
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7838—Plural
    • Y10T137/7841—One valve carries head and seat for second valve

Definitions

  • the invention relates to a remindströmsperre for an exhaust pipe of a combustion device, wherein the remindströmsperre a can be installed in a vertical portion of the exhaust pipe body, an inside formed in the tubular body valve seat for at least one float, which can be lifted by vertically upwardly flowing gas from the valve seat, and at least one downstream circumferential and radially inwardly disposed in the tubular body circumferential groove, which is bounded by a radially inner peripheral wall portion and a radially outer peripheral wall portion, wherein the radially inner peripheral wall portion and the radially outer peripheral wall portion formed inside the tubular body and the peripheral edge of the radially inner peripheral wall portion of the valve seat for forms the at least one float.
  • a scrubströmsperre of the type mentioned is, for example, in the DE 199 06 736 C1 described.
  • a float with an upstream guide member in the form of a peg-like approach which is guided on the inner surface of guide webs, wherein the guide webs are arranged substantially radially inwardly disposed on the inside of the tubular body.
  • a shut-off device for smoke ducts is known in which by installing two gate valves a lock chamber is divided.
  • the lock room is connected to the outside air by a special Opening associated with a termination device, wherein the termination device has a seat with an annular groove, in which a diving bell can enter.
  • the ring groove is filled with loose dry sand.
  • non-return valves of the type mentioned are produced as plastic injection molded parts.
  • the production of plastic injection molded parts of large dimensions is difficult, which should have an extremely low distortion.
  • a delay of the components, such as the float directly affects the leakage value and the tightness of the entire backflow preventer.
  • the components of the non-return valve are exposed as a result of the flowing exhaust gas massive thermal stresses during operation, which can additionally cause a delay of the components.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a solution that provides a simple, low cost manufacturing technology and particularly efficient backflow barrier of the type mentioned in a structurally simple manner and beyond the known from the prior art problems for injection-molded Components of a backflow preventer triggers.
  • this object is achieved in that the peripheral edge of the at least one floating body protrudes radially beyond the radially inner peripheral wall portion and having an upstream facing axial approach, the upstream of the at least one floating body on the valve seat in the axial direction extends into the circumferential groove, wherein forms in the float seat on the valve seat by a fluid located in the circumferential groove of the axial shoulder together with the fluid forms a gas-tight fluid barrier.
  • the invention provides a possibility with which a structurally simple way of providing an improved backflow barrier for an exhaust gas line of a combustion device is available.
  • the invention thus creates the prerequisite for the fact that non-return valves with large diameters and, consequently, also combustion devices with larger amounts of exhaust gas, such as condensing units with high outputs, can be connected to a non-return valve according to the invention.
  • the radially inner peripheral wall portion and the radially outer peripheral wall portion bounding the radially inwardly disposed in the tubular body circumferential groove may be part of the inner wall of the tubular body or formed on the inner wall of the tubular body.
  • Liquid which is formed downstream of the float can be passed through the axial extension of the float in the circumferential groove, so that immersed in sufficiently accumulated liquid, the axial approach in the liquid.
  • immersion in the accumulated liquid of the axial extension of the float together with the liquid forms a fluid barrier in the manner of a fluid sealing seat, so that the float is sealed gas-tight. That way you can Inaccuracies in the manufacturing process of the float due to component distortion are compensated because the liquid fluid or the liquid of the outer contour and in particular of the peripheral edge formed axial approach of the float adapts.
  • the circumferential groove is filled with a fluid or liquid before startup of the non-return valve, so that the upstream-facing axial extension of the float in resting on the valve seat in the located in the circumferential groove Dipping fluid.
  • the peripheral edge of the radially outer peripheral wall section has, at least in sections, a bevel extending radially outward and upstream.
  • the invention provides in a further embodiment that the float has a radially outwardly pointing radial approach which extends at least up to the region of the inclination of the peripheral edge of the radially outer peripheral wall portion. Sediments or solid particles flowing or falling downwardly from the exhaust gas upstream in the direction of the levitation body can not enter the circumferential groove because the radial extension covers and thus shields the circumferential groove. This ensures that only fluid is present in the circumferential groove to form a fluid sealing seat.
  • the tubular body has at least one passage opening which is arranged and formed downstream of the peripheral edge of the radially outer peripheral wall section.
  • non-return valve The production of such a non-return valve is usually carried out by means of a plastic injection molding process, which, however, reaches its limits with complex shaping.
  • the invention provides in a further development that a pipe element and an insertable into the pipe element and on the Pipe element demountable attachable support member forming the tubular body. Accordingly, the tubular body is formed at least in two parts. As a result, a cost-effective production of the tubular element and the carrier element attachable thereto in separate manufacturing steps is possible.
  • the pipe element and the support element are each formed as a double-walled pipe sections, wherein a respective pipe section has an outer pipe section and a coaxial with the outer pipe section arranged inner pipe section, and wherein the respective pipe section further closed by a the outer tube section and the inner tube section connecting wall portion end.
  • the diameters of the outer and inner pipe sections of the pipe element are made larger than the diameters of the outer and inner pipe sections of the support element, so that the inner pipe section of the pipe element can be introduced between the outer pipe section and the inner pipe section of the support element.
  • the outer tube section of the carrier element has a greater axial length than the inner tube section of the carrier element. This implies that the peripheral edge of the inner tube portion is located upstream below the peripheral edge of the outer tube portion of the carrier member so that fluid accumulated between the outer tube portion and the inner tube portion of the carrier member can flow over the peripheral edge of the inner tube portion into the circumferential groove.
  • the invention is provided in a further embodiment that in the assembled state of remindströmsperre the double-walled insert element is open downstream and the double-walled tubular element is open upstream, wherein the inner tube portion of the tubular element and the double-walled support element in assembled state together form a U-shaped siphon by the inner tube portion of the tubular element between the outer tube portion and the inner tube portion of the support member is arranged.
  • a further circumferential groove is formed by the carrier element, which connects radially outwardly to the circumferential groove, in which the axial extension of the float protrudes when resting on the valve seat.
  • the inner tube section of the tube element is preferably arranged coaxially between the inner and outer tube sections of the carrier element, a gastight seal is also achieved in this region of the return flow barrier with sufficient existing fluid or accumulated condensate within the double-walled tube section of the carrier element.
  • the support element of the peripheral edge of the inner pipe section ends upstream of the peripheral edge of the outer pipe section. This measure also serves to allow accumulated fluid to flow over the peripheral edge of the inner tube section into the circumferential groove.
  • the invention provides in an advantageous development that between the outer tube portion of the support member and the outer tube portion of the tubular element, a flow channel for fluid is formed.
  • the tubular body has at least one passage opening arranged upstream of the circumferential groove, wherein the at least one passage opening is connected to a siphon which is arranged outside the tube body and can be attached to it in a detachable manner, into the fluid from the interior of the tubular body, and wherein the siphon is connected to the at least one passage opening through which fluid can be discharged from the siphon.
  • the U-shaped and formed inside the remindströmsperre siphon is dispensable and is replaced by the external siphon.
  • this external siphon is easily removable from the pipe body and can be cleaned without the scrubströmsperre and thus a part of the exhaust system would have to be dismantled.
  • water can be introduced through the passage opening and / or the passage opening for cleaning the interior area of the non-return valve and for flushing the siphon.
  • the arranged outside the tubular body siphon prevented as the U-shaped trap a backflow of exhaust gas in areas below the float.
  • the float has an annular portion and at least one plate-shaped portion, each next-larger portion forms an additional valve seat for the next-smaller portion.
  • the peripheral edge of at least a next-smaller portion a radially outwardly beyond the additional valve seat protruding and upstream directed additional axial approach includes, which is in resting on the next-smaller portion on the additional valve seat of the next-larger subsection in a formed on the next-larger subsection additional circumferential groove extends.
  • each next-smaller subsection and the next-larger subsection telescopically engage and have cooperating stops for limiting the lifting movement of the next-smaller subsection, each next-smaller subsection of the floating body having a central , upstream approach, which engages in a central sleeve of the next-larger subsection, and wherein the sleeve forms the upstream approach of the next-larger subsection.
  • the sleeve design two functions can be integrated in one approach of a subsection. The outside serves for own leadership, whereas the inside serves to guide the next smaller section. This greatly simplifies the structure of the guides.
  • the sleeve of the largest part of the floating body is guided in a guide, which are formed or supported by radially inwardly projecting webs of the tubular body.
  • a guide which are formed or supported by radially inwardly projecting webs of the tubular body.
  • the remindströmsperre invention 1 an exhaust pipe of a combustion device with respect to the FIGS. 1 to 16 described.
  • backflow preventer 1 has a tubular body 2, which is installed in a vertical portion of the flowed through from bottom to top exhaust pipe.
  • a valve seat 3 is formed, on which a floating body 4 rests in its closed position. By vertically or from bottom to top flowing exhaust gas of the float 4 can be lifted from the valve seat 3 downstream.
  • at least one downstream circumferential groove 5 is arranged inside the tubular body 2.
  • the circumferential groove 5 is bounded by a radially inner peripheral wall portion 6 and a radially outer peripheral wall portion 7, wherein the two peripheral wall portion 6 and 7 are formed inside the tubular body 2.
  • the peripheral edge 8 of the radially inner peripheral wall portion 6 in this case forms the valve seat 3 for the float 4, as from FIG. 6 is apparent.
  • the float 4 includes one in the FIGS. 2 and 3 illustrated outer section 9, which is annular, and an in FIG. 4 illustrated inner portion 10, which is plate-shaped.
  • the outer portion 9 forms an additional valve seat 11 (see FIG. 3 ), on which the inner section 10 in the closed position rests. If the associated combustion device is operated in part-load operation, then the inner or next-smaller subsection 10 lifts off from its additional valve seat 11 and releases the exhaust line partially or partially, as shown in FIG FIG. 9 is shown as an example for the part-load operation.
  • the position of the inner subsection 10 adjusts itself to the amount of exhaust gas to be discharged.
  • the outer subsection 9 of the float 4 also leaves its valve seat 3 and releases the maximum passage cross-section of the non-return valve 1, as is shown by way of example in FIG FIG. 10 is shown.
  • the inner portion 10 of the floating body 3 carries an upstream, that is downwardly directed approach 12 which engages telescopically in a likewise upstream approach 13 of the outer portion 9.
  • the projection 13 of the outer portion 9 is connected via radial webs 14 (see FIGS. 2 and 3 ) is connected to the outer, annular portion 9.
  • the sleeve-shaped projection 13 of the outer portion 9 forms in its upper part a guide 15 for the peg-shaped projection 12 of the inner portion 10.
  • the neck 12 of the inner portion 10 carries at its lower end a trained as a thickening stop 16, with a complementary stop in the interior of the projection 13 of the outer portion 9 cooperates. In this way, the upward movement of the inner subsection 10 relative to the outer subsection 9 is limited.
  • the sleeve-shaped projection 13 of the outer portion 9 of the float 4 is in turn guided in a guide 17 which is supported by radially inwardly projecting webs 18 of the tubular body 2 (see FIG. 6 ).
  • the projection 13 of the outer portion 9 also carries at its lower end a trained as a thickening stop 19, which limits the upward movement of the outer portion 9 relative to the tubular body 2.
  • the non-return valve 1 with the two-stage floating body 4 is therefore suitable for combustion facilities high power with simultaneous mastering of the partial load range.
  • the float 4 can also be embodied in one piece or with more than two parts.
  • the tubular body 2 is designed in several parts and comprises a tubular element 20 and a carrier element 21, which is closer in the FIGS. 5 and 6 are shown.
  • the support member 21 is detachably attachable to the tubular member 20 and inserted or inserted into this.
  • the support member 21 a plurality of latching projections 22 which are formed uniformly spaced on the outer periphery, as in FIG. 6 can be seen.
  • the tube member 20 a plurality of complementary to the latching projections 22 formed EinrastausEnglishisme 23, in which engage the Einrastvorsprünge 22 during assembly of tube member 20 and support member 21 to the tubular body 2.
  • the tube member 20 has a double-walled pipe section, which is formed by an outer pipe section 24 and an inner pipe section 25.
  • the double-walled pipe section of the tubular element 20 is closed by a wall section 26 which connects the outer pipe section 24 and the inner pipe section 25 and extends obliquely.
  • the double-walled pipe section of the tubular element 20 is open upstream or downwards, wherein the outer pipe section 24 extends further upstream than inner pipe section 25.
  • a sleeve-shaped connecting element 39 that in detail FIG. 7 is shown, provided for connection to the exhaust pipe, wherein an insertable into the sleeve-shaped connecting element 39 sealing element 40, which in FIG. 8 is shown in more detail, is provided for sealing.
  • the support member 21 also includes a double-walled pipe section with an outer pipe section 27 and an inner pipe section 28, wherein the double-walled Pipe section is closed at one longitudinal end by means of a wall section 29 connecting the outer pipe section 27 and the inner pipe section 28.
  • the outer pipe section 27 has a greater axial length than the inner pipe section 28, so that the peripheral edge 30 of the outer pipe section 27 is disposed below or upstream of the peripheral edge 31 of the inner pipe section 28.
  • the circumferential groove 5 is thus part of the carrier element 21, wherein the radially outer peripheral wall portion 7 is formed by an axial portion of the inner tube portion 27 of the support member 21, whereas the radially inner peripheral wall portion 6 of a formed on the inner tube portion 27 of the support member 21 and radially inwardly directed Wall section 32 is formed.
  • the peripheral edge 33 of the integrally formed on the inner tube portion 27 of the support member 21 wall portion 32 is located above or upstream of both the peripheral edge 30 of the outer tube portion 27 and the peripheral edge 31 of the inner tube portion 28 of the support member 21.
  • the radially inwardly projecting webs 18 are formed on the wall portion 32 and to the radially inner peripheral wall portion 7, the sleeve-shaped guide 17 for the approach 13 of the outer portion 9 of the float 4 wear.
  • FIG. 11 In the assembled state of the tubular body 2 of the inner tube portion 25 of the tubular element 20 and the double-walled support member 21 form a U-shaped siphon 34, the in FIG. 11 is shown in the form of the dashed line.
  • the U-shaped siphon is formed by the inner tube portion 25 of the tubular element 20 between the outer tube portion 27 and the Inner tube portion 28 of the support member 21 is arranged substantially coaxially, wherein between the peripheral edge or the free end of the inner tube portion 25 of the tubular element and the wall portion 29 of the support member 21, a gap is present.
  • the U-shaped siphon 34 should always be filled with a fluid during operation of the backflow lock 1, so that the passage of exhaust gases through the channel or conduit system of the U-shaped siphon 34 is difficult or not possible.
  • the two-piece tubular body 2 can of course also be formed in one piece or in one piece, however, for the sake of ease of manufacture at least two-part design is desirable to manufacture the complex, siphon-like wall system.
  • the peripheral edge of the annular outer portion 9 of the floating body 4 has an axial projection 35 which projects radially beyond the radially inner peripheral wall portion 6 and the wall portion 32, respectively.
  • the upstream or vertically downwardly facing axial extension 35 extends when resting the outer portion 9 of the float 4 on the valve seat 3 in the axial direction in the circumferential groove 5 inside.
  • the outer portion 9 of the floating body 4 comprises a radially outwardly facing radial projection 36 which attaches to the axial extension 35.
  • the radial approach 36 extends to the peripheral edge 31 of the inner tube 28 of the support member 21.
  • the radial projection 36 of the outer portion 9 of the floating body 4 extends at least into the region of a formed on the peripheral edge 33 of the radially inner peripheral wall 6 slope 37.
  • the slope 37 extends radially outwards and upstream, so that vertically downwards or upstream of the exhaust gas separated condensate is not in the circumferential groove 5, but in the radially outwardly adjoining the U-shaped siphon 34 is derived or flows out there.
  • FIGS. 11 to 16 are sections of a portion of the check valve 1 shown, in which the combustion device is not in operation and the float 4 is in each case in the closed position and the outer portion 9 rests on the valve seat 3.
  • FIG. 11 corresponds to an operating state after installation of the non-return valve 1 in an exhaust pipe of a combustion device.
  • the circumferential groove 5 and formed by the tubular member 20 and the support member 21 U-shaped siphon 34 is free of any fluid and condensate.
  • the inner section 10 of the floating body 4 seals mechanically with contact on the additional valve seat 11 of the outer section 9 of the floating body 4.
  • the outer portion 9 of the floating body 4 seals mechanically via its contact surfaces on the valve seat 3. Due to the non-existent fluid in the U-shaped siphon 34, this has a leakage, so that exhaust gases can flow to vertically located below the float 4 areas.
  • the U-shaped siphon 34 formed by the tube element 20 and the carrier element 21 is filled with a predetermined quantity of fluid 38 before the combustion device or the backflow barrier 1 is put into operation.
  • This operating state is in FIG. 12 illustrated, wherein the amount of fluid 38 must be at least sized so that a passage of exhaust gas through the U-shaped siphon 34 is no longer possible, ie the amount of fluid 38 must at least up to the free longitudinal end of the inner tube portion 25 of the tubular element 20th pass.
  • the rise height of the fluid 38 in the U-shaped siphon 34 is limited by the structural design of the support member 21.
  • the rise height of the fluid 38 within the U-shaped siphon 34 is limited by the peripheral edge 30 of the outer tube section 27 and the peripheral edge 31 of the inner tube section 28. Due to condensate originating from the exhaust gas that has flowed through the backflow preventer 1, the level of the fluid 38 in the U-shaped siphon 34 can continue to exceed that shown in FIG FIG. 12 increase in height. If the level of the fluid 38 rises above the peripheral edge 31 of the inner tube section 28 of the carrier element 21, then the mixture of fluid and condensate flows over the peripheral edge 31 into the circumferential channel 5, which leads to its filling in the previously fluid-free circumferential channel 5, as in FIG.
  • the U-shaped siphon 34 can provide for irrigation of the circumferential groove 5.
  • the axial extension 35 of the outer section 9 emerges into the mixture of fluid and condensate, which is now also in the circumferential channel 5.
  • a fluid seal which is effected by the interaction of fluid and axial extension 35.
  • the system drains over the U-shaped siphon 34, as in FIG FIG. 14 is shown.
  • the mixture flows over the peripheral edge 30 of the outer tube section 27 of the carrier element 21.
  • the peripheral edge 30 of the outer tube portion 27 is located upstream below the radial shoulder 36, but downstream above the peripheral edge 31 of the inner tube portion 28 of the support member 21 so that the mixture of fluid 38 and condensate can not rise above the radial extension 36, whereby the outer portion 9 Float 4 could be prevented from ascending.
  • a further increase in the fluid level therefore merely results in the mixture of fluid 38 and condensate flowing away via a drainage channel 41 formed between the outer tube 27 of the carrier element 21 and the outer tube 24 of the tubular element 20.
  • FIG. 15 an operating state is shown, which corresponds to the in FIG. 14 can connect shown operating state.
  • the float 4 is again in the closed position, downstream of the backflow preventer 1 there is an overpressure, which acts on the float 4 and the outer portion 9 presses on the valve seat 3.
  • This overpressure also causes the fluid 38 located in the circumferential groove 5 and in the U-shaped siphon 34 to be forced downwardly upstream.
  • the fluid 38 located in the circumferential groove 5 can reach at most only up to the mechanical sealing seat, which is formed by the float 4 and the valve seat 3.
  • the fluid 38 located in the channel formed between the inner pipe section 28 of the carrier element 21 and the inner pipe section 25 of the pipe element 20 is pushed downwards so that the fluid 38 flows through the discharge channel 41 between the outer pipe section 27 of the carrier element 21 and the outer pipe section 24 of the tubular element 20 is formed, can flow.
  • amount of fluid 38, which is located in the circumferential groove 5 is in this Overpressure operating condition in which a low overpressure prevails, sufficient to cause the fluid sealing effect between the outer portion 9 of the float 4 and the fluid 38, since a lower portion of the axial extension 35 is still immersed in the fluid 38.
  • FIG. 16 an accident-like operating state is shown, in which the circumferential groove 5 has no fluid and is dried out. In this case, however, a mechanical seal still takes place through the contact between the outer section 9 of the float 4 and the valve seat 3. Due to the low fluid level or the non-existent sealing water level in the circumferential groove 5 an absolute gas tightness is guaranteed only up to a certain pressure. If this excess pressure is exceeded, the system seals mechanically over the contact surfaces on.
  • This accident in which the combustion device is stationary and condensate or fluid has evaporated in the circumferential groove 5, with the in the FIG. 12 shown operating state comparable, so that reference is made to the comments on this operating condition.
  • a passage opening 42 is formed in the wall of the tubular body 2, to the outside of the wall of the tubular body 2, a tubular nozzle 43 attaches.
  • the nozzle 43 may in this case be designed, for example, as a connection for a water hose. It is also conceivable, however, to provide only the through-opening 42 instead of the connecting piece 43, through which a water hose can be introduced into the interior of the tubular body 2 for maintenance and cleaning purposes. As a result, water can be passed for cleaning above the float 4 or directly into the U-shaped siphon 34. Dirt particles are flushed out during cleaning due to the large volume of water through the U-shaped siphon 34 and then via the drainage channel 41.
  • the passage opening 42 or the nozzle 43 is closed by means of a cap, not shown.
  • tubular body 2 is designed to form the internally arranged and U-shaped siphon 34 by means of the tubular element 20 and support member 21 in two parts.
  • a one-piece design of the tubular body 2 is provided, which does not provide a trained inside the tubular body 2 siphon.
  • a passage opening 44 is provided in the wall of the tubular body 2, which opens substantially at the level of the peripheral edge 30 of the radially outer peripheral wall portion 7 and extends downstream.
  • a pipe section 45 Connected to the passage opening 44 is a pipe section 45 which leads to a siphoning device 46 arranged outside the pipe body 2.
  • This externally arranged siphon device or this external siphon 46 is formed in two parts and comprises a first component 47 and a second component 48. Both components 47 and 48 are formed in the manner of a two-part container and connectable to each other in the middle.
  • the pipe section 45 is connected to the first component 47. Furthermore, this pipe section 45 extends within the two assembled components 47, 48 to just before the bottom wall of the cup-shaped second member 48. Laterally from the first member 47 leads another pipe section 49 from the siphon 46 back to the backflow valve 1.
  • This pipe section 49 opens into a Passage opening 50, which is formed in the wall of the tubular body 2 upstream, that is below, of the floating body 4.
  • Excess fluid or even dirt particles can be removed from the interior of the tubular body 2 and passed into the siphon 46 through the passage opening 44.
  • the pipe section 45 is slightly inclined and designed sloping in the direction of the siphon 46.
  • the fluid and dirt particles conducted into the siphon 46 collect in the pot-shaped second component 48.
  • the fluid flows over the pipe section 49 in the interior of the remindströmsperre 1 back, which is indicated by the arrows.
  • the returned fluid is then passed to, for example, a condensate drainage system and discharged therefrom.
  • the principle of arranged outside the tubular body 2 siphon 46 is identical to that in the FIGS.
  • the invention was made against the background that the production of large floating bodies in an injection molding process causes great difficulties in order to comply with certain tolerances of the individual components. For injection molded components of large dimensions, these always show a certain delay after the cooling process. This delay causes the mechanical seal between valve seat and float can be insufficient, since a continuous and necessary for the sealing contact of the components is not guaranteed due to the delay. Since components for such a field of application are additionally exposed to massive temperature loads by the flowing exhaust gas, these loads can additionally cause a material distortion, which can increase the leakage.
  • the invention makes use of the property of fluids, since they always adapt to the contours of the components. For this reason, in addition to the known mechanical seal between the float and the valve seat, a fluid seal or a fluid sealing seat was additionally provided.
  • siphon 46 For external or externally mounted on the tubular body 2 siphon 46 this is disassembled for maintenance and cleaning purposes of the tubular body 2 in a simple manner and cleaned.
  • the invention also comprises a siphon 34 or 46 which is arranged and formed radially outwardly around the circumferential groove 5 and inside the tube body or outside the tube body 2.
  • each inner or next-smaller portion 10 may have a radially outwardly projecting beyond the additional valve seat 11 and upstream directed additional axial approach, which is at rest of the next-smaller portion 10 on the addition Valve seat 11 of the outer or next-larger portion 9 extends into a formed on the next-larger portion 9 additional circumferential groove inside.
  • the inner section 10 has only minor leaks at the mechanical sealing seat, whereby the component distortion also tends to be low due to the relatively small dimensions, so that a fluid sealing seat for this area can be dispensed with.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rückströmsperre für eine Abgasleitung einer Verbrennungseinrichtung, wobei die Rückströmsperre einen in einem vertikalen Abschnitt der Abgasleitung einbaubaren Rohrkörper, einen innen im Rohrkörper ausgebildeten Ventilsitz für zumindest einen Schwebekörper, der durch vertikal aufwärts strömendes Gas von dem Ventilsitz abhebbar ist, und zumindest eine stromabwärts offene und radial innen im Rohrkörper angeordnete Umfangsrinne umfasst, die von einem radial inneren Umfangswandabschnitt und einem radial äußeren Umfangswandabschnitt begrenzt ist, wobei der radial innere Umfangswandabschnitt und der radial äußere Umfangswandabschnitt innen im Rohrkörper ausgebildet sind und der Umfangsrand des radial inneren Umfangswandabschnitts den Ventilsitz für den zumindest einen Schwebekörper bildet.
  • Rückströmsperren bekannter Art sind beispielsweise mit einfachen Ventilkörpern oder Klappen ausgestattet, die sich je nach Gasdruck weiter öffnen oder schließen. Die Rückstellung bei bekannten Systemen erfolgt entweder mittels der Gewichtskraft der Klappen oder mit Hilfe von Rückstellelementen, wie beispielsweise Federn.
  • Eine Rückströmsperre der eingangs genannten Art ist zum Beispiel in der DE 199 06 736 C1 beschrieben. Dort befindet sich in einem Rohrkörper ein Schwebekörper mit einem stromaufwärtsgerichteten Führungselement in Form eines zapfenartigen Ansatzes, der an der Innenfläche von Führungsstegen geführt wird, wobei die Führungsstege im Wesentlichen radial nach innen gerichtet an der Innenseite des Rohrkörpers angeordnet sind.
  • Aus der DE 443 238 C ist eine Absperrvorrichtung für Rauchkanäle bekannt, bei denen durch Einbau von zwei Absperrschiebern ein Schleusenraum abgeteilt wird. Der Schleusenraum wird mit der Außenluft durch eine besondere Öffnung mit einer Abschlussvorrichtung in Verbindung gebracht, wobei die Abschlussvorrichtung einen Sitz mit Ringnut aufweist, in welche eine Tauchglocke eintreten kann. Die Ringnut ist dabei mit losem trockenem Sand gefüllt.
  • Aus der DE 23 46 515 B1 ist ein Industrie-Rauchgaskamin mit einem in einem Außenmantelrohr aufgehängten Stahl-Rauchgasrohr bekannt, wobei das Stahl-Rauchgasrohr unten einen über der Ausmündung des Rauchgas-Anschlusskanals aufgesetzten, mit Flüssigkeit versehenen Tauchkompensator aufweist.
  • Ferner ist eine Rückströmsperre der eingangs genannten Art aus der DE 100 37 967 C1 bekannt. Bei dieser Rückströmsperre weist der Schwebekörper, der durch aufwärts strömendes Abgas von dem Ventilsitz abhebbar ist, mindestens zwei Teilabschnitte auf, wobei jeder nächst-größere Teilabschnitt einen Zusatz-Ventilsitz für den nächst-kleineren Teilabschnitt bildet.
  • Zwar haben sich diese Bauformen für Rückströmsperren bewährt, jedoch wurde herausgefunden, dass sie in ihrer Konstruktion, Herstellung und technischen Leistungsfähigkeit verbesserungsfähig sind. Beispielsweise werden Rückströmsperren der eingangs genannten Art als Kunststoffspritzgussteile hergestellt. Allerdings ist die Herstellung von in ihren Abmessungen großen Kunststoffspritzgussteilen schwierig, die einen extrem geringen Verzug aufweisen sollen. Ein Verzug der Bauteile, wie beispielsweise des Schwebekörpers, beeinflusst in direkter Weise den Leckagewert und die Dichtigkeit der gesamten Rückströmsperre. Ferner werden im Betrieb die Bauteile der Rückströmsperre infolge des durchströmenden Abgases massiven Temperaturbelastungen ausgesetzt, die zusätzlich einen Verzug der Bauteile hervorrufen können.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die auf konstruktiv einfache Weise und kostengünstig eine einfache, herstellungstechnisch günstige und besonders leistungsfähige Rückströmsperre der eingangs genannten Art bereitstellt und die darüber hinaus die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme für im Spritzgussverfahren hergestellte Bauteile einer Rückströmsperre löst.
  • Bei einer Rückströmsperre der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Umfangsrand des zumindest einen Schwebekörpers radial über den radial inneren Umfangswandabschnitt hervorsteht und einen stromaufwärts weisenden Axialansatz aufweist, der sich bei Aufliegen des zumindest einen Schwebekörpers auf dem Ventilsitz in axialer Richtung stromauf in die Umfangsrinne hinein erstreckt, wobei bei Aufliegen des Schwebekörpers auf dem Ventilsitz durch ein in der Umfangsrinne befindliches Fluid der Axialansatz zusammen mit dem Fluid eine gasdichte Fluidsperre bildet.
  • Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Durch die Erfindung wird eine Möglichkeit bereitgestellt, mit welcher auf konstruktiv einfache Weise eine verbesserte Rückströmsperre für eine Abgasleitung einer Verbrennungseinrichtung zur Verfügung steht. Die Erfindung schafft dadurch die Voraussetzung dafür, dass Rückströmsperren mit großen Durchmessern und folglich auch Verbrennungsgeräte mit größeren Abgasmengen, wie beispielsweise Brennwertgeräte mit großen Leistungen, an eine erfindungsgemäße Rückströmsperre angeschlossen werden können. Dabei können der radial innere Umfangswandabschnitt und der radial äußere Umfangswandabschnitt, die die radial innen im Rohrkörper angeordnete Umfangsrinne begrenzen, Teil der Innenwand des Rohrkörpers sein oder an der Innenwand des Rohrkörpers angeformt sein. Wenn sich die Verbrennungseinrichtung im Ruhezustand befindet, liegt der Schwebekörper auf dem Ventilsitz auf. Flüssigkeit, die stromabwärts vom Schwebekörper gebildet wird, kann durch den Axialansatz des Schwebekörpers in die Umfangsrinne geleitet werden, so dass bei hinreichend angesammelter Flüssigkeit der Axialansatz in die Flüssigkeit eintaucht. Durch das Eintauchen in die angesammelte Flüssigkeit bildet der Axialansatz des Schwebekörpers zusammen mit der Flüssigkeit eine Fluidsperre nach Art eines fluiden Dichtsitzes, so dass der Schwebekörper gasdicht verschlossen ist. Auf diese Weise können Ungenauigkeiten im Herstellungsprozess des Schwebekörpers infolge von Bauteilverzug ausgeglichen werden, weil sich das flüssige Fluid bzw. die Flüssigkeit der äußeren Kontur und insbesondere des am Umfangsrand ausgebildeten Axialansatzes des Schwebekörpers anpasst.
  • Um die zuletzt genannte vorteilhafte Eigenschaft unabhängig von der angesammelten Menge an Flüssigkeit sicherzustellen, wird vor Inbetriebnahme der Rückströmsperre die Umfangsrinne mit einem Fluid bzw. einer Flüssigkeit gefüllt, so dass der stromaufwärts weisende Axialansatz des Schwebekörpers bei Aufliegen auf dem Ventilsitz in das in der Umfangsrinne befindliche Fluid eintaucht.
  • Um ferner das Ablaufen von überschüssigem Kondensat bzw. Fluid aus der Umfangsrinne nach außen hin zu begünstigen ist es von Vorteil, wenn der Umfangsrand des radial äußeren Umfangswandabschnitts zumindest abschnittsweise eine radial nach außen und stromaufwärts verlaufende Schrägung aufweist.
  • Um zusätzlich zu verhindern, dass feste Partikel des Abgases oder schwere Sedimente sich in der Umfangsrinne ablagern und ggf. das für die gasdichte Fluidsperre benötigte Fluid aus der Umfangsrinne verdrängen, sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass der Schwebekörper einen radial nach außen weisenden Radialansatz umfasst, der sich zumindest bis in den Bereich der Schrägung des Umfangsrandes des radial äußeren Umfangswandabschnitts erstreckt. Sedimente oder feste Partikel, die aus dem Abgas stromaufwärts in Richtung des Schwebkörpers nach unten strömen oder fallen, können nicht in die Umfangsrinne gelangen, weil der Radialansatz die Umfangsrinne überdeckt und somit abschirmt. Dadurch ist sichergestellt, dass nur Fluid in der Umfangsrinne zur Bildung eines fluiden Dichtsitzes vorhanden ist.
  • Zur Reinigung der von außen schwer zugänglichen Rückströmsperre ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Rohrkörper zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, die stromabwärts des Umfangsrandes des radial äußeren Umfangswandabschnitts angeordnet und ausgebildet ist. Dadurch ist beispielsweise die Einbringung eines Wasserschlauches oder allein von Wasser möglich, um bei Wartungsarbeiten den Innenbereich oberhalb des Schwebekörpers zu reinigen. Im Betrieb ist die Durchgangsöffnung mit Hilfe eines entsprechenden Verschlussmittels verschlossen, damit keine Abgase austreten können.
  • Die Herstellung einer solchen Rückströmsperre erfolgt üblicherweise mittels eines Kunststoffspritzgussprozesses, der jedoch bei komplexer Formgebung an seine Grenzen stößt. Um einen solchen kostengünstigen und effizienten Herstellungsprozess dennoch bei der erfindungsgemäßen Rückströmsperre einsetzen zu können, sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, dass ein Rohrelement und ein in das Rohrelement einführbares und an dem Rohrelement demontierbar anbringbares Trägerelement den Rohrkörper bilden. Dementsprechend ist der Rohrkörper zumindest zweiteilig ausgebildet. Dadurch ist eine kostengünstige Herstellung des Rohrelements und des daran anbringbaren Trägerelements in separaten Herstellungsschritten möglich.
  • Um das Trägerelement an dem Rohrelement demontierbar anbringen zu können, ist es von Vorteil, wenn das Rohrelement und das Trägerelement jeweils als doppelwandige Rohrabschnitte ausgebildet sind, wobei ein jeweiliger Rohrabschnitt einen Außenrohrabschnitt und einen koaxial zu dem Außenrohrabschnitt angeordneten Innenrohrabschnitt aufweist, und wobei der jeweilige Rohrabschnitt ferner durch einen den Außenrohrabschnitt und den Innenrohrabschnitt verbindenden Wandabschnitt endseitig verschlossen ist. Die Durchmesser des Außen- und Innenrohrabschnitts des Rohrelements sind erfindungsgemäß größer ausgeführt als die Durchmesser der Außen- und Innenrohrabschnitte des Trägerelements, so dass der Innenrohrabschnitt des Rohrelements zwischen den Außenrohrabschnitt und den Innenrohrabschnitt des Trägerelements einbringbar ist. Durch das Ineinanderfügen der doppelwandigen Rohrabschnitte wird ein Kanalsystem ausgebildet, welches vorteilhaft genutzt werden kann.
  • Hinsichtlich einer Bewässerung der Umfangsrinne durch angesammeltes Fluid in dem Rohrkörper ist es ferner von Vorteil, wenn zumindest der Außenrohrabschnitt des Trägerelements eine größere Axiallänge als der Innenrohrabschnitt des Trägerelements aufweist. Dies impliziert, dass der Umfangsrand des Innenrohrabschnitts stromaufwärts unterhalb des Umfangsrandes des Außenrohrabschnitts des Trägerelements liegt, so dass Fluid, das sich zwischen dem Außenrohrabschnitt und dem Innenrohrabschnitt des Trägerelements angesammelt hat, über den Umfangsrand des Innenrohrabschnitts in die Umfangsrinne fließen kann.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist dann vorgesehen, dass der radial äußere Umfangswandabschnitt von einem axialen Abschnitt des Innenrohrabschnitts und der radial innere Umfangswandabschnitt von einem an dem Innenrohrabschnitt des Trägerelements angeformten und radial nach innen gerichteten Wandabschnitt gebildet ist. Auf diese Weise kann kostengünstig und auf konstruktiv einfache Weise ein Teil des Innenrohrabschnitts gleichzeitig als Umfangswandabschnitt der Umfangsrinne dienen.
  • Um die zweiteilige Ausführung des Rohrkörpers vorteilhaft zu nutzen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass im zusammengebauten Zustand der Rückströmsperre das doppelwandig ausgebildete Einsatzelement stromabwärts offen ist und das doppelwandig ausgebildete Rohrelement stromaufwärts offen ist, wobei der Innenrohrabschnitt des Rohrelements und das doppelwandige Trägerelement im zusammengebauten Zustand gemeinsam einen U-förmigen Siphon bilden, indem der Innenrohrabschnitt des Rohrelements zwischen dem Außenrohrabschnitt und dem Innenrohrabschnitt des Trägerelements angeordnet ist. Demzufolge wird von dem Trägerelement eine weitere Umfangsrinne gebildet, die sich radial nach außen hin an die Umfangsrinne, in welchen der Axialansatz des Schwebekörpers bei Aufliegen auf dem Ventilsitz hineinragt, anschließt. Dadurch, dass der Innenrohrabschnitt des Rohrelements vorzugsweise koaxial zwischen dem Innen- und Außenrohrabschnitt des Trägerelements angeordnet ist, wird auch in diesem Bereich der Rückströmsperre bei hinreichend vorhandenem Fluid oder angesammeltem Kondensat innerhalb des doppelwandigen Rohrabschnitts des Trägerelements ein gasdichter Verschluss erzielt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dann vorgesehen, dass beim Trägerelement der Umfangsrand des Innenrohrabschnitts stromaufwärts des Umfangsrandes des Außenrohrabschnitts endet. Auch diese Maßnahme dient dazu, dass angesammeltes Fluid über den Umfangsrand des Innenrohrabschnitts in die Umfangsrinne fließen kann.
  • Um überschüssig angesammeltes Fluid aus dem Rohrkörper abzuleiten sieht die Erfindung in vorteilhafter Weiterbildung vor, dass zwischen dem Außenrohrabschnitt des Trägerelements und dem Außenrohrabschnitt des Rohrelements ein Ablaufkanal für Fluid gebildet ist.
  • In einer alternativen Ausführungsform eines einteilig ausgebildeten Rohrkörpers ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Rohrkörper wenigstens eine stromaufwärts der Umfangsrinne angeordnete Durchlassöffnung aufweist, wobei die zumindest eine Durchgangsöffnung mit einem außerhalb des Rohrkörpers angeordneten und an diesem demontierbar anbringbaren Siphon verbunden ist, in den Fluid aus dem Inneren des Rohrkörpers ablaufen kann, und wobei der Siphon mit der wenigstens einen Durchlassöffnung verbunden ist, durch die Fluid aus dem Siphon abgeführt werden kann. Dadurch ist der U-förmige und im Inneren der Rückströmsperre ausgebildete Siphon entbehrlich und wird durch den externen Siphon ersetzt. Bei Wartungsarbeiten ist dieser externe Siphon in einfacher Weise von dem Rohrkörper abnehmbar und kann gereinigt werden, ohne dass die Rückströmsperre und damit ein Teil der Abgasanlage demontiert werden müsste. Zusätzlich kann durch die Durchlassöffnung und/oder die Durchgangsöffnung Wasser zur Reinigung des Innenbereichs der Rückströmsperre und zur Spülung des Siphons eingebracht werden. Der außerhalb des Rohrkörpers angeordnete Siphon verhindert ebenso wie der U-förmige Siphon eine Rückströmung von Abgas in Bereiche unterhalb des Schwebekörpers.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwebekörper einen ringförmig ausgebildeten Teilabschnitt und wenigstens einen tellerförmig ausgebildeten Teilabschnitt aufweist, wobei jeder nächst-größere Teilabschnitt einen Zusatz-Ventilsitz für den nächst-kleineren Teilabschnitt bildet. Gegenüber bekannten einstufigen Rückströmsperren ist es somit insbesondere bei Verbrennungseinrichtungen mit großen Abgasströmen möglich, den Öffnungsquerschnitt an kleine Abgasströme, wie sie beispielsweise im Teil-Lastbetrieb auftreten, anzupassen und im Voll-Lastbetrieb zusätzliche Durchtrittsöffnungen für die anfallenden sehr großen Abgasmengen vorzusehen.
  • Um den erfindungsgemäßen Gedanken eines fluiden Dichtsitzes auch auf die inneren Teilabschnitte zu übertragen ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Umfangsrand zumindest eines nächst-kleineren Teilabschnitts einen radial nach außen über den Zusatz-Ventilsitz hervorstehenden und stromaufwärts gerichteten Zusatz-Axialansatz umfasst, der sich bei Aufliegen des nächst-kleineren Teilabschnitts auf dem Zusatz-Ventilsitz des nächst-größeren Teilabschnitts in eine an dem nächst-größeren Teilabschnitt ausgebildete Zusatz-Umfangsrinne hinein erstreckt.
  • Nach einem weiterem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder nächst-kleinere Teilabschnitt und der nächst-größere Teilabschnitt teleskopartig ineinander greifen und miteinander zusammenwirkende Anschläge zum Begrenzen der Abhebebewegung des nächst-kleineren Teilabschnitts aufweisen, wobei jeder nächst-kleinere Teilabschnitt des Schwebekörpers einen zentralen, stromaufwärts gerichteten Ansatz aufweist, der in eine zentrale Hülse des nächst-größeren Teilabschnitts eingreift, und wobei die Hülse den stromaufwärts gerichteten Ansatz des nächst-größeren Teilabschnitts bildet. Bedingt durch die Hülsenbauform können in einem Ansatz eines Teilabschnitts zwei Funktionen integriert werden. Die Außenseite dient dabei zur eigenen Führung, wohingegen die Innenseite zur Führung des nächst-kleineren Teilabschnitts dient. Hierdurch vereinfacht sich der Aufbau der Führungen stark.
  • Schließlich ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Hülse des größten Teilabschnitts des Schwebekörpers in einer Führung geführt ist, die von radial nach innen ragenden Stegen des Rohrkörpers gebildet oder getragen werden. Auch hierbei ist es vorteilhaft, die maximale Abhebebewegung des größten Teilabschnitts zu begrenzen, beispielsweise mittels eines Anschlags in Form einer radialen Verdickung am stromaufwärts gelegenen Ende der Hülse.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der beispielhaft ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
    • Figur 1 eine zum Teil geschnittene Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Rückströmsperre,
    • Figur 2 einen äußeren, ringförmig ausgebildeten Teilabschnitt eines Schwebekörpers in Perspektivdarstellung,
    • Figur 3 den äußeren, ringförmig ausgebildeten Teilabschnitt des Schwebekörpers aus Figur 2a in Schnittansicht,
    • Figur 4 einen inneren, tellerförmig ausgebildeten Teilabschnitt des Schwebekörpers in Perspektivansicht,
    • Figur 5 ein Rohrelement in perspektivischer Ansicht und in einer teilweisen Schnittansicht,
    • Figur 6 ein Trägerelement in perspektivischer Ansicht und in einer teilweisen Schnittansicht,
    • Figur 7 ein muffenförmiges Verbindungselement,
    • Figur 8 ein in das muffenförmige Verbindungselement einsetzbares Dichtungselement,
    • Figur 9 die Position des Schwebekörpers bei Teillast-Betrieb,
    • Figur 10 die Position des Schwebekörpers bei Volllast-Betrieb,
    • Figur 11 einen Betriebszustand der Rückströmsperre direkt nach dem Einbau in eine Abgasleitung,
    • Figur 12 einen Betriebszustand, bei dem ein U-förmiger Siphon mit einem Fluid gefüllt ist,
    • Figur 13 einen Betriebszustand, bei dem der U-förmige Siphon sich in eine Umfangsrinne entwässert,
    • Figur 14 einen Betriebszustand, bei dem der U-förmige Siphon sich in einen Ablaufkanal entwässert,
    • Figur 15 einen Betriebszustand mit einem stromabwärts vorherrschenden Überdruck,
    • Figur 16 einen Betriebszustand, bei dem in der Umfangsrinne kein Fluid enthalten ist,
    • Figur 17 eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Rückströmsperre,
    • Figur 18 die in Figur 17 dargestellte Weiterbildung in zum Teil geschnittener Ansicht,
    • Figur 19 eine Rückströmsperre gemäß einer alternativen Ausgestaltung,
    • Figur 20 die in Figur 19 dargestellte Rückströmsperre in zum Teil geschnittener Ansicht und
    • Figur 21 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der in den Figuren 19 und 20 dargestellten Rückströmsperre in Schnittansicht.
  • Nachstehend wird die erfindungsgemäße Rückströmsperre 1 einer Abgasleitung einer Verbrennungseinrichtung mit Bezug auf die Figuren 1 bis 16 beschrieben. Die in Figur 1 in einer zum Teil geschnittenen Perspektivansicht dargestellte Rückströmsperre 1 weist einen Rohrkörper 2 auf, der in einem vertikalen Abschnitt der von unten nach oben durchströmten Abgasleitung einbaubar ist. Innen im Rohrkörper 2 ist ein Ventilsitz 3 ausgebildet, auf welchem ein Schwebekörper 4 in seiner Schließposition aufliegt. Durch vertikal bzw. von unten nach oben strömendes Abgas ist der Schwebekörper 4 von dem Ventilsitz 3 stromabwärts abhebbar. Ferner ist innen im Rohrkörper 2 zumindest eine stromabwärts offene Umfangsrinne 5 angeordnet. Die Umfangsrinne 5 ist von einem radial inneren Umfangswandabschnitt 6 und einem radial äußeren Umfangswandabschnitt 7 begrenzt, wobei die beiden Umfangswandabschnitt 6 und 7 innen im Rohrkörper 2 ausgebildet sind. Der Umfangsrand 8 des radial inneren Umfangswandabschnitts 6 bildet hierbei den Ventilsitz 3 für den Schwebekörper 4 aus, wie aus Figur 6 ersichtlich ist.
  • Der Schwebekörper 4 umfasst einen in den Figuren 2 und 3 näher dargestellten äußeren Teilabschnitt 9, der ringförmig ausgebildet ist, und einen in Figur 4 dargestellten inneren Teilabschnitt 10, der tellerförmig ausgebildet ist. In Schließposition des Schwebekörpers 4 nach Figur 1 ruht der äußere Teilabschnitt 9 des Schwebekörpers 4 auf dem Ventilsitz 3, der innen im Rohrkörper 2 vorgesehen ist. Außerdem bildet der äußere Teilabschnitt 9 einen Zusatz-Ventilsitz 11 (siehe Figur 3), auf dem der innere Teilabschnitt 10 in Schließposition aufliegt. Wird die zugehörige Verbrennungseinrichtung im Teillast-Betrieb betrieben, so hebt der innere bzw. nächst-kleinere Teilabschnitt 10 von seinem Zusatz-Ventilsitz 11 ab und gibt die Abgasleitung zum Teil bzw. partiell frei, wie es in Figur 9 exemplarisch für den Teillast-Betrieb dargestellt ist. Die Position des inneren Teilabschnitts 10 stellt sich hierbei auf die abzuführende Abgasmenge ein. Steigt die Abgasmenge weiter an, wie es bei Volllast-Betrieb der Verbrennungseinrichtung der Fall ist, so verlässt auch der äußere Teilabschnitt 9 des Schwebekörpers 4 seinen Ventilsitz 3 und gibt den maximalen Durchlassquerschnitt der Rückströmsperre 1 frei, wie beispielhaft in Figur 10 gezeigt ist. Aus den Figuren 2 bis 4 ist ferner zu erkennen, dass der innere Teilabschnitt 10 des Schwebekörpers 3 einen stromaufwärts, also nach unten, gerichteten Ansatz 12 trägt, der teleskopartig in einen ebenfalls stromaufwärts gerichteten Ansatz 13 des äußeren Teilabschnitts 9 eingreift. Der Ansatz 13 des äußeren Teilabschnitts 9 ist über radiale Stege 14 (siehe Figuren 2 und 3) mit dem äußeren, ringförmigen Teilabschnitt 9 verbunden. Der hülsenförmig ausgebildete Ansatz 13 des äußeren Teilabschnitts 9 bildet in seinem oberen Bereich eine Führung 15 für den zapfenförmigen Ansatz 12 des inneren Teilabschnitts 10. Dabei trägt der Ansatz 12 des inneren Teilabschnitts 10 an seinem unteren Ende einen als Verdickung ausgebildeten Anschlag 16, der mit einem komplementären Anschlag im Inneren des Ansatzes 13 des äußeren Teilabschnitts 9 zusammenwirkt. Auf diese Weise wird die Aufwärtsbewegung des inneren Teilabschnitts 10 relativ zum äußeren Teilabschnitt 9 begrenzt. Der hülsenförmige Ansatz 13 des äußeren Teilabschnitts 9 des Schwebekörpers 4 wird seinerseits in einer Führung 17 geführt, die von radial nach innen ragenden Stegen 18 des Rohrkörpers 2 getragen wird (siehe Figur 6). Der Ansatz 13 des äußeren Teilabschnitts 9 trägt ebenfalls an seinem unteren Ende einen als Verdickung ausgebildeten Anschlag 19, der die Aufwärtsbewegung des äußeren Teilabschnitts 9 relativ zum Rohrkörper 2 begrenzt. Die Rückströmsperre 1 mit dem zweistufig ausgeführten Schwebekörper 4 eignet sich also für Verbrennungseinrichtungen hoher Leistung unter gleichzeitiger Beherrschung des Teillast-Bereichs. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass der Schwebekörper 4 auch einteilig oder mit mehr als zwei Teilen ausführbar ist.
  • Bei der Rückströmsperre 1 nach Figur 1 ist der Rohrkörper 2 mehrteilig ausgeführt und umfasst ein Rohrelement 20 und ein Trägerelement 21, die näher in den Figuren 5 und 6 dargestellt sind. Das Trägerelement 21 ist an dem Rohrelement 20 demontierbar anbringbar und in dieses einführbar bzw. einsteckbar. Zu diesem Zweck weist das Trägerelement 21 mehrere Einrastvorsprünge 22 auf, die gleichmäßig beabstandet am äußeren Umfang ausgebildet sind, wie in Figur 6 zu erkennen ist. Wie ferner in Figur 5 zu erkennen ist, weist das Rohrelement 20 mehrere, komplementär zu den Einrastvorsprüngen 22 ausgebildete Einrastausnehmungen 23 auf, in welche die Einrastvorsprünge 22 beim Zusammenfügen von Rohrelement 20 und Trägerelement 21 zum Rohrkörper 2 eingreifen.
  • Wie beispielsweise den Figuren 5, 9 und 10 zu entnehmen ist, weist das Rohrelement 20 einen doppelwandig ausgebildeten Rohrabschnitt auf, der von einem Außenrohrabschnitt 24 und einem Innenrohrabschnitt 25 gebildet ist. Der doppelwandige Rohrabschnitt des Rohrelements 20 ist durch einen den Außenrohrabschnitt 24 und den Innenrohrabschnitt 25 verbindenden und schräg verlaufenden Wandabschnitt 26 verschlossen. Im zusammengefügten Zustand von Rohrelement 20 und Trägerelement 21 ist der doppelwandige Rohrabschnitt des Rohrelements 20 stromaufwärts bzw. nach unten hin offen, wobei sich der Außenrohrabschnitt 24 weiter stromaufwärts erstreckt als Innenrohrabschnitt 25. Am oberen Ende des Rohrelements 20 ist die Anbringung eines muffenförmigen Verbindungselements 39, das im Detail in Figur 7 gezeigt ist, zum Anschließen an die Abgasleitung vorgesehen, wobei ein in das muffenförmige Verbindungselement 39 einsetzbares Dichtungselement 40, welches in Figur 8 detaillierter dargestellt ist, zur Abdichtung vorgesehen ist.
  • Das Trägerelement 21 umfasst ebenfalls einen doppelwandigen Rohrabschnitt mit einem Außenrohrabschnitt 27 und einem Innenrohrabschnitt 28, wobei der doppelwandig ausgebildete Rohrabschnitt an einem Längsende mittels eines den Außenrohrabschnitt 27 und den Innenrohrabschnitt 28 verbindenden Wandabschnitts 29 verschlossen ist. Im zusammengefügten Zustand von Rohrelement 20 und Trägerelement 21 ist der doppelwandige Rohrabschnitt des Trägerelements 21 nach oben hin bzw. stromab offen, wohingegen der doppelwandige Rohrabschnitt des Rohrelements 20 stromaufwärts bzw. nach unten hin offen ist. Beim Trägerelement 21 weist der Außenrohrabschnitt 27 eine größere Axiallänge als der Innenrohrabschnitt 28 auf, so dass der Umfangsrand 30 des Außenrohrabschnitts 27 unterhalb bzw. stromaufwärts des Umfangsrandes 31 des Innenrohrabschnitts 28 angeordnet ist.
  • Die Umfangsrinne 5 ist somit Teil des Trägerelements 21, wobei der radial äußere Umfangswandabschnitt 7 von einem axialen Abschnitt des Innenrohrabschnitts 27 des Trägerelements 21 gebildet ist, wohingegen der radial innere Umfangswandabschnitt 6 von einem an dem Innenrohrabschnitt 27 des Trägerelements 21 angeformten und radial nach innen gerichteten Wandabschnitt 32 gebildet ist. Der Umfangsrand 33 des an dem Innenrohrabschnitt 27 des Trägerelements 21 angeformten Wandabschnitts 32 liegt oberhalb bzw. stromaufwärts sowohl des Umfangsrandes 30 des Außenrohrabschnitts 27 als auch des Umfangsrandes 31 des Innenrohrabschnitts 28 des Trägerelements 21. Somit liegt beim Trägerelement 21 der Umfangsrand 30 des Außenrohrabschnitts 28 stromab des Umfangsrandes 31 des Innenrohrabschnitts 28 und stromauf des Umfangsrandes 33 des Wandabschnitts 32 bzw. des Umfangswandabschnitts 6. An den Wandabschnitt 32 bzw. an den radial inneren Umfangswandabschnitt 7 sind die radial nach innen ragenden Stege 18 angeformt, die die hülsenförmige Führung 17 für den Ansatz 13 des äußeren Teilabschnitts 9 des Schwebekörpers 4 tragen.
  • Im zusammengefügten Zustand des Rohrkörpers 2 bilden der Innenrohrabschnitt 25 des Rohrelements 20 und das doppelwandige Trägerelement 21 einen U-förmigen Siphon 34, der in Figur 11 in Form der gestrichelten Linie dargestellt ist. Der U-förmige Siphon wird gebildet, indem der Innenrohrabschnitt 25 des Rohrelements 20 zwischen dem Außenrohrabschnitt 27 und dem Innenrohrabschnitt 28 des Trägerelements 21 im Wesentlichen koaxial angeordnet ist, wobei zwischen dem Umfangsrand bzw. dem freien Ende des Innenrohrabschnitts 25 des Rohrelements und dem Wandabschnitt 29 des Trägerelements 21 ein Spalt vorhanden ist. Der U-förmige Siphon 34 sollte im Betrieb der Rückstromsperre 1 stets mit einem Fluid gefüllt sein, so dass der Durchlass von Abgasen durch das Kanal- bzw. Leitungssystem des U-förmigen Siphons 34 erschwert bzw. nicht möglich ist. Gleichzeitig kann jedoch aus dem Abgas stammendes Kondensat durch den U-förmigen Siphon 34 abfließen, so dass eine einwandfreie Funktion der Rückströmsperre 1 gewährleistet ist. Auf die genaue Funktionsweise des U-förmigen Siphons 34 wird nachstehend noch im Detail eingegangen. Anzumerken ist, dass der zweiteilige Rohrkörper 2 selbstverständlich auch einteilig bzw. einstückig ausgebildet sein kann, wobei jedoch aus Gründen einer einfacheren Herstellung zumindest zweiteilige Ausführung anzustreben ist, um das komplexe, siphonartige Wandungssystem zu fertigen.
  • Mit Bezug auf die Figuren weist der Umfangsrand des ringförmig ausgebildeten äußeren Teilabschnitts 9 des Schwebekörpers 4 einen Axialansatz 35 auf, der radial über den radial inneren Umfangswandabschnitt 6 bzw. den Wandabschnitt 32 hervorsteht. Wie insbesondere in der Figur 1 zu erkennen ist, erstreckt sich der stromaufwärts bzw. vertikal nach unten weisende Axialansatz 35 bei Aufliegen des äußeren Teilabschnitts 9 des Schwebekörpers 4 auf dem Ventilsitz 3 in axialer Richtung in die Umfangsrinne 5 hinein. Darüber hinaus umfasst der äußere Teilabschnitt 9 des Schwebekörpers 4 einen radial nach außen weisenden Radialansatz 36, der an dem Axialansatz 35 ansetzt. Der Radialansatz 36 reicht bis zu dem Umfangsrand 31 des Innenrohres 28 des Trägerelements 21. Wie insbesondere in den Figuren 1 und 9 bis 16 zu erkennen ist, erstreckt sich der Radialansatz 36 des äußeren Teilabschnitts 9 des Schwebekörpers 4 zumindest bis in den Bereich einer an dem Umfangsrand 33 der radial inneren Umfangswand 6 ausgebildeten Schrägung 37. Die Schrägung 37 verläuft radial nach außen und stromaufwärts, so dass vertikal nach unten bzw. stromaufwärts aus dem Abgas abgeschiedenes Kondensat nicht in die Umfangsrinne 5, sondern in den sich daran radial nach außen hin anschließenden U-förmigen Siphon 34 abgeleitet wird bzw. dort hin abfließt.
  • In den Figuren 11 bis 16 sind Ausschnitte eines Teils der Rückströmsperre 1 gezeigt, bei denen die Verbrennungseinrichtung nicht im Betrieb ist und sich der Schwebekörper 4 jeweils in der Schließposition befindet und der äußere Teilabschnitt 9 auf dem Ventilsitz 3 aufliegt.
  • Die Darstellung in Figur 11 entspricht einem Betriebszustand nach dem Einbau der Rückströmsperre 1 in eine Abgasleitung einer Verbrennungseinrichtung. Hierbei ist die Umfangsrinne 5 und der von dem Rohrelement 20 und dem Trägerelement 21 ausgebildete U-förmige Siphon 34 frei von jeglichem Fluid und Kondensat. In der dargestellten Schließposition des Schwebekörpers 4 dichtet der innere Teilabschnitt 10 des Schwebekörpers 4 mit Kontakt am Zusatz-Ventilsitz 11 des äußeren Teilabschnitts 9 des Schwebekörpers 4 mechanisch ab. Zusätzlich dichtet der äußere Teilabschnitt 9 des Schwebekörpers 4 über seine Kontaktflächen am Ventilsitz 3 mechanisch ab. Aufgrund des nicht vorhandenen Fluids in dem U-förmigen Siphon 34 weist dieser eine Leckage auf, so dass Abgase zu vertikal unterhalb des Schwebekörpers 4 befindlichen Bereichen strömen können.
  • Um die im Bereich des U-förmigen Siphons 34 vorhandene Leckage zu unterbinden, wird vor Inbetriebnahme der Verbrennungseinrichtung bzw. der Rückströmsperre 1 der U-förmige und von dem Rohrelement 20 und dem Trägerelement 21 gebildete Siphon 34 mit einer vorbestimmten Menge an Fluid 38 gefüllt. Dieser Betriebszustand ist in Figur 12 dargestellt, wobei die Menge an Fluid 38 zumindest derart bemessen sein muss, dass ein Durchtritt von Abgas durch den U-förmigen Siphon 34 nicht mehr möglich ist, d.h. die Menge an Fluid 38 muss zumindest bis zu dem freien Längsende des Innenrohrabschnitts 25 des Rohrelements 20 reichen. Durch das Einfüllen von Fluid 38 wird dann in dem U-förmigen Siphon 34 eine Fluidsperre erzielt, die den Durchtritt von Abgas zu unterhalb des Schwebekörpers 4 liegenden Bereichen der Rückströmsperre 1 verhindert, wobei der äußere Teilabschnitt 9 und der innere Teilabschnitt 10 des Schwebekörpers 4 nach wie vor mechanisch abdichten und verhindern, dass Abgase nach stromaufwärts gelangen.
  • Die Steighöhe des Fluids 38 in dem U-förmigen Siphon 34 ist durch die konstruktive Ausgestaltung des Trägerelements 21 begrenzt. Die Steighöhe des Fluids 38 innerhalb des U-förmigen Siphons 34 ist dabei durch den Umfangsrand 30 des Außenrohrabschnitts 27 und den Umfangsrand 31 des Innenrohrabschnitts 28 eingeschränkt. Aufgrund von Kondensat, das aus dem durch die Rückströmsperre 1 geströmten Abgas stammt, kann der Pegel des im U-förmigen Siphon 34 befindlichen Fluids 38 weiter über die in Figur 12 gezeigte Höhe ansteigen. Steigt die Pegelhöhe des Fluids 38 über den Umfangsrand 31 des Innenrohrabschnitts 28 des Trägerelements 21 an, so fließt das Gemisch aus Fluid und Kondensat über den Umfangsrand 31 in die Umfangsrinne 5 ab, was bei zuvor fluidfreier Umfangrinne 5 zu deren Befüllung führt, wie aus Figur 13 ersichtlich ist. Somit kann der U-förmige Siphon 34 für eine Bewässerung der Umfangsrinne 5 sorgen. Dabei taucht in Schließposition des Schwebekörpers 4 der Axialansatz 35 des äußeren Teilabschnitts 9 in das Gemisch aus Fluid und Kondensat, welches sich nun auch in der Umfangsrinne 5 befindet. Auf diese Weise erfolgt neben der mechanischen Abdichtung durch das Aufliegen des äußeren Teilabschnitts 9 auf dem Ventilsitz 3 zusätzlich eine fluide Abdichtung, die durch das Zusammenwirken von Fluid und Axialansatz 35 bewirkt wird. Somit bildet bei Aufliegen des äußeren Teilabschnitts 9 des Schwebekörpers 4 auf dem Ventilsitz 3 das in der Umfangsrinne 5 befindliche Fluid 38 zusammen mit dem Axialansatz 35 eine gasdichte Fluidsperre. Ferner gelangen keine schweren Sedimente aus dem Abgas in die Umfangsrinne 5, weil der äußere Teilabschnitt 9 des Schwebekörpers 4 den Radialansatz 36 aufweist, der die Umfangsrinne 5 überdeckt. Stattdessen werden schwere Sedimente in den U-förmigen Siphon 34 geleitet, wo sie sich am Wandabschnitt 29 ablagern können. Der Radialansatz 36 des Schwebekörpers 4 bildet somit einen Schutz gegenüber aus dem Abgasstrom stammenden Sedimenten, die sich nur im Abschnitt des U-förmigen Siphons 34 ablagern und ansammeln können. Die in Figur 13 dargestellte Steighöhe des Gemisches aus Fluid 38 und Kondensat stellt die maximal erreichbare Steighöhe in der Umfangsrinne 5 und dem U-förmigen Siphon 34 dar.
  • Steigt der Pegel des Gemisches aus Fluid 38 und Kondensat weiter an, so entwässert sich das System über den U-förmigen Siphon 34, wie in Figur 14 dargestellt ist. Dabei fließt das Gemisch über den Umfangsrand 30 des Außenrohrabschnitts 27 des Trägerelements 21 an. Zweckmäßigerweise ist der Umfangsrand 30 des Außenrohrabschnitts 27 stromaufwärts unterhalb des Radialansatzes 36, aber stromabwärts oberhalb des Umfangrandes 31 des Innenrohrabschnitts 28 des Trägerelements 21 angeordnet, so dass das Gemisch aus Fluid 38 und Kondensat nicht über den Radialansatz 36 ansteigen kann, wodurch der äußere Teilabschnitt 9 des Schwebekörpers 4 am Aufsteigen gehindert werden könnte. Ein weiterer Anstieg des Fluidpegels führt daher lediglich dazu, dass das Gemisch aus Fluid 38 und Kondensat über einem zwischen dem Außenrohr 27 des Trägerelements 21 und dem Außenrohr 24 des Rohrelements 20 gebildeten Ablaufkanals 41 abfließt.
  • In Figur 15 ist ein Betriebszustand dargestellt, der sich an den in Figur 14 dargestellten Betriebszustand anschließen kann. Bei dem in Figur 15 gezeigten Betriebszustand befindet sich der Schwebekörper 4 wiederum in Schließposition, wobei stromabwärts der Rückströmsperre 1 ein Überdruck herrscht, der auf den Schwebekörper 4 wirkt und den äußeren Teilabschnitt 9 auf den Ventilsitz 3 drückt. Dieser Überdruck bewirkt ferner, dass das in der Umfangsrinne 5 und in dem U-förmigen Siphon 34 befindliche Fluid 38 stromaufwärts nach unten gedrückt wird. Dabei kann das in der Umfangsrinne 5 befindliche Fluid 38 maximal nur bis zu dem mechanischen Dichtsitz, der von Schwebekörper 4 und Ventilsitz 3 gebildet ist, gelangen. Ferner wird das in dem zwischen dem Innenrohrabschnitt 28 des Trägerelements 21 und dem Innenrohrabschnitt 25 des Rohrelements 20 gebildeten Kanal befindliche Fluid 38 stromaufwärts nach unten gedrückt, so dass das Fluid 38 über den Ablaufkanal 41, der zwischen dem Außenrohrabschnitt 27 des Trägerelements 21 und dem Außenrohrabschnitt 24 des Rohrelements 20 gebildet ist, abfließen kann. Die in Figur 15 dargestellte Menge von Fluid 38, das sich in der Umfangsrinne 5 befindet, ist bei diesem Überdruck-Betriebszustand, bei dem ein niedriger Überdruck herrscht, ausreichend, um die fluide Dichtwirkung zwischen dem äußeren Teilabschnitt 9 des Schwebekörpers 4 und dem Fluid 38 zu bewirken, da ein unterer Abschnitt des Axialansatzes 35 nach wie vor in dem Fluid 38 eingetaucht ist.
  • In Figur 16 ist ein störfallähnlicher Betriebszustand dargestellt, bei dem die Umfangsrinne 5 kein Fluid aufweist und ausgetrocknet ist. Hierbei findet aber nach wie vor eine mechanische Abdichtung durch den Kontakt zwischen dem äußeren Teilabschnitt 9 des Schwebekörpers 4 und dem Ventilsitz 3 statt. Aufgrund des geringen Fluidpegels bzw. der nicht vorhandenen Sperrwasserhöhe in der Umfangsrinne 5 ist eine absolute Gasdichtheit nur bis zu einem bestimmten Überdruck gewährleistet. Wird dieser Überdruck überschritten, dichtet das System mechanisch über die Kontaktflächen weiter ab. Dieser Störfall, bei dem die Verbrennungseinrichtung still steht und Kondensat oder Fluid in der Umfangsrinne 5 verdunstet ist, ist mit dem in der Figur 12 dargestellten Betriebszustand vergleichbar, so dass auf die Ausführungen zu diesem Betriebszustand verwiesen sei.
  • Eine Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Rückströmsperre 1 ist in den Figuren 17 und 18 dargestellt. Bei dieser Weiterbildung ist in der Wandung des Rohrkörpers 2 eine Durchgangsöffnung 42 ausgebildet, an die außenseitig auf der Wandung des Rohrkörpers 2 ein rohrförmiger Stutzen 43 ansetzt. Der Stutzen 43 kann hierbei beispielsweise anschlussartig für einen Wasserschlauch ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch, statt des Stutzens 43 nur die Durchgangsöffnung 42 vorzusehen, durch die ein Wasserschlauch in das Innere des Rohrkörpers 2 zu Wartungs- und Reinigungszwecken einbringbar ist. Dadurch kann Wasser zur Reinigung oberhalb des Schwebekörpers 4 oder direkt in den U-förmigen Siphon 34 geleitet werden. Schmutzpartikel werden bei Reinigung aufgrund des großen Wasservolumens durch den U-förmigen Siphon 34 und anschließend über den Ablaufkanal 41 ausgespült. Im Betrieb wird die Durchgangsöffnung 42 oder der Stutzen 43 mittels einer nicht dargestellten Kappe verschlossen.
  • Der in den Figuren 1 bis 17 beschriebene Rohrkörper 2 ist zur Bildung des innenliegend angeordneten und U-förmig ausgebildeten Siphons 34 mittels des Rohrelements 20 und Trägerelements 21 zweiteilig ausgestaltet. Demgegenüber ist für die in den Figuren 19 bis 21 dargestellte Rückströmsperre 1 eine einteilige Ausbildung des Rohrkörpers 2 vorgesehen, die keinen im Inneren des Rohrkörpers 2 ausgebildeten Siphon vorsieht. Um überschüssiges Fluid aus dem inneren des Rohrkörpers 2 abzuführen ist in der Wandung des Rohrkörpers 2 eine Durchgangsöffnung 44 vorgesehen, die im Wesentlichen auf Höhe des Umfangrandes 30 des radial äußeren Umfangswandabschnitts 7 ansetzt und sich stromabwärts erstreckt. Mit der Durchgangsöffnung 44 ist ein Rohrleitungsabschnitt 45 verbunden, der zu einer außerhalb des Rohrkörpers 2 angeordneten Siphonvorrichtung 46 führt. Diese extern angeordnete Siphonvorrichtung bzw. dieser externe Siphon 46 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst ein erstes Bauteil 47 und ein zweites Bauteil 48. Beide Bauteile 47 und 48 sind nach Art eines zweiteiligen Behälters ausgebildet und mittig miteinander verbindbar. Dabei ist der Rohrleitungsabschnitt 45 mit dem ersten Bauteil 47 verbunden. Ferner erstreckt sich dieser Rohrleitungsabschnitt 45 innerhalb der beiden zusammengefügten Bauteile 47, 48 bis kurz vor der Bodenwandung des topfartig ausgebildeten zweiten Bauteils 48. Seitlich vom ersten Bauteil 47 führ ein weiterer Rohrleitungsabschnitt 49 vom Siphon 46 zurück zur Rückstromsperre 1. Dieser Rohrleitungsabschnitt 49 mündet in einer Durchlassöffnung 50, die in der Wandung des Rohrkörpers 2 stromaufwärts, also unterhalb, des Schwebekörpers 4 ausgebildet ist. Durch die Durchgangsöffnung 44 hindurch kann überschüssiges Fluid oder sogar Schmutzpartikel aus dem Inneren des Rohrkörpers 2 abgeführt und in den Siphon 46 geleitet werden. Zu diesem Zweck ist der Rohrleitungsabschnitt 45 leicht schräg und in Richtung des Siphons 46 abfallend ausgestaltet. Das in den Siphon 46 geleitete Fluid und Schmutzpartikel sammeln sich in dem topfförmig ausgebildeten zweiten Bauteil 48. Sobald die Pegelhöhe des angesammelten Fluids innerhalb des Siphons 46 die Höhe der Durchlassöffnung 50 erreicht, fließt das Fluid über den Rohrleitungsabschnitt 49 in das Innere der Rückströmsperre 1 zurück, was durch die Pfeile angedeutet ist. Im Inneren der Rückströmsperre 1 wird das zurückgeleitete Fluid dann zu beispielsweise einem Kondensat-Ablauf-System geleitet und von dort aus abgeführt. Das Prinzip des außerhalb des Rohrkörpers 2 angeordneten Siphons 46 ist identisch zu der in den Figuren 11 bis 16 beschriebenen Wirkungsweise. Solange das freie Ende des sich bis in Nähe der Bodenwandung des topfförmigen Bauteils 47 erstreckenden Rohrabschnitts 45 in Fluid eingetaucht ist, was beispielsweise vor Inbetriebnahme der Rückströmsperre 1 durch entsprechende Befüllung geschehen kann, kann kein stromab des Schwebekörpers 4 vorhandenes Abgas in den Bereich unterhalb des Schwebekörpers 4 gelangen, da der Siphon 46 aufgrund seiner Befüllung einen Gasdurchtritt verhindert.
  • Die Erfindung erfolgte vor dem Hintergrund, dass die Herstellung von großen Schwebekörpern in einem Spritzgussverfahren große Schwierigkeiten bereitet, um bestimmte Toleranzen der einzelnen Bauteile einzuhalten. Bei spritzgegossenen Bauteilen großer Abmessung weisen diese nach dem Abkühlvorgang immer einen gewissen Verzug auf. Dieser Verzug bewirkt, dass die mechanische Abdichtung zwischen Ventilsitz und Schwebekörper unzureichend ausfallen kann, da ein durchgängiger und für die Abdichtung notwendiger Kontakt der Bauteile aufgrund des Verzugs nicht gewährleistet ist. Da Bauteile für ein solches Anwendungsgebiet zusätzlich massiven Temperaturbelastungen durch das strömende Abgas ausgesetzt sind, können diese Belastungen zusätzlich einen Materialverzug hervorrufen, was die Leckage erhöhen kann. Die Erfindung macht sich die Eigenschaft von Fluiden zunutze, da sich diese immer den Konturen der Bauteile anpassen. Aus diesem Grund wurde neben der bekannten mechanischen Dichtung zwischen Schwebekörper und Ventilsitz zusätzlich eine fluide Dichtung bzw. ein fluider Dichtsitz vorgesehen. Somit kann mit Hilfe der Erfindung selbst noch ein relativ stark verzogener Schwebekörper 4 nahezu perfekt abdichten, solange sein Axialansatz 35 in ein in der Umfangsrinne 5 befindliches Fluid 38 eintaucht und der Fluidpegel ausreichend hoch ist. Um Ablagerungen von Schmutzpartikeln innerhalb der Umfangsrinne 5 zu verhindern, welche die fluide Dichtung negativ beeinträchtigen könnten, weist der Schwebekörper zusätzlich den über die Umfangsrinne 5 radial nach außen vorstehenden Radialansatz 36 auf. Somit werden bei dem im Inneren des Rohrkörpers 2 vorgesehenen U-förmig ausgebildeten Siphon 34 Schmutzpartikel direkt in diesen geleitet und können beispielsweise bei Wartungsarbeiten ausgespült werden, indem Wasser durch die Durchgangsöffnung 44 zur Spülung in den Rohrkörper 2 eingebracht wird. Bei externem bzw. außen am Rohrkörper 2 montiertem Siphon 46 wird dieser zu Wartungs- und Reinigungszwecken vom Rohrkörper 2 auf einfache Weise demontiert und gereinigt. Somit umfasst die Erfindung neben der in der Umfangsrinne 5 von einem Fluid und dem Axialansatz 35 ausgebildeten Fluidsperre einen Siphon 34 bzw. 46, der radial außen um die Umfangsrinne 5 und im Inneren des Rohrkörpers oder aber außerhalb des Rohrkörpers 2 angeordnet und ausgebildet ist.
  • Der innere Teilabschnitt 10 des Schwebekörpers 4 ist rein optional, wobei dieser Teilabschnitt 10 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich mechanisch abdichtet. In einer Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Umfangsrand jedes inneren bzw. nächst-kleineren Teilabschnitts 10 einen radial nach außen über den Zusatz-Ventilsitz 11 hervorstehenden und stromaufwärts gerichteten Zusatz-Axialansatz aufweisen, der sich bei Aufliegen des nächst-kleineren Teilabschnitts 10 auf dem Zusatz-Ventilsitz 11 des äußeren bzw. nächst-größeren Teilabschnitts 9 in eine an dem nächst-größeren Teilabschnitt 9 ausgebildete Zusatz-Umfangsrinne hinein erstreckt. Allerdings weist der innere Teilabschnitt 10 aufgrund seiner geringeren Abmessungen nur geringe Leckagen am mechanischen Dichtsitz auf, wobei auch der Bauteilverzug aufgrund der relativ kleinen Abmessungen eher gering ausfällt, so dass von einem fluiden Dichtsitz für diesen Bereich abgesehen werden kann. Prinzipiell ist es aber auch für innere Teilabschnitte denkbar, eine fluide Dichtung, sowie sie zwischen dem äußeren Teilabschnitt 9 und der Umfangrinne 5 mittels des Fluids 38 und dem Axialansatz 36 vorgesehen ist, einzusetzen. Denkbar ist es aber auch, dass die vorgestellte Erfindung in Anwendungen mit einem einteiligen Schwebekörper zum Einsatz kommt.
  • Die vorstehend beschriebene Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt. Denkbar ist beispielsweise ein äußerer Teilabschnitt des Schwebekörpers ohne Radialansatz, da dieser keinen direkten Beitrag zur fluiden Dichtung liefert. An der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform können zahlreiche, dem Fachmann entsprechend der beabsichtigten Anwendung naheliegende Abänderungen vorgenommen werden, ohne dass dadurch der Bereich der Erfindung verlassen wird. Dabei gehört zur Erfindung alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten und/oder in der Zeichnung dargestellt ist, einschließlich dessen, was abweichend von dem konkreten Ausführungsbeispiel für den Fachmann naheliegt.

Claims (14)

  1. Rückströmsperre (1) für eine Abgasleitung einer Verbrennungseinrichtung, wobei die Rückströmsperre (1) einen in einem vertikalen Abschnitt der Abgasleitung einbaubaren Rohrkörper (2), einen Schwebekörper (4), einen innen im Rohrkörper (2) ausgebildeten Ventilsitz (3) für den einen Schwebekörper (4), der durch vertikal aufwärts strömendes Gas von dem Ventilsitz (3) abhebbar ist, und zumindest eine stromabwärts offene und radial innen im Rohrkörper (2) angeordnete Umfangsrinne (5) umfasst, die von einem radial inneren Umfangswandabschnitt (6) und einem radial äußeren Umfangswandabschnitt (7) begrenzt ist, wobei der radial innere Umfangswandabschnitt (6) und der radial äußere Umfangswandabschnitt (7) innen im Rohrkörper (2) ausgebildet sind und der Umfangsrand (8) des radial inneren Umfangswandabschnitts (6) den Ventilsitz (3) für den zumindest einen Schwebekörper (4) bildet,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsrand des zumindest einen Schwebekörpers (4) radial über den radial inneren Umfangswandabschnitt (6) hervorsteht und einen stromaufwärts weisenden Axialansatz (35) aufweist, der sich bei Aufliegen des zumindest einen Schwebekörpers (4) auf dem Ventilsitz (3) in axialer Richtung in die Umfangsrinne (5) hinein erstreckt, wobei bei Aufliegen des Schwebekörpers (4) auf dem Ventilsitz (3) durch ein in der Umfangsrinne (5) befindliches Fluid (38) der Axialansatz (35) zusammen mit dem Fluid (38) eine gasdichte Fluidsperre bildet.
  2. Rückströmsperre (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsrand (31) des radial äußeren Umfangswandabschnitts (7) zumindest abschnittsweise eine radial nach außen und stromaufwärts verlaufende Schrägung (37) aufweist.
  3. Rückströmsperre (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (4) einen radial nach außen weisenden Radialansatz (36) aufweist, der sich zumindest bis in den Bereich der Schrägung (37) des Umfangsrandes (31) des radial äußeren Umfangswandabschnitts (7) erstreckt.
  4. Rückströmsperre (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) zumindest eine Durchgangsöffnung (42; 44) aufweist, die stromabwärts des Umfangsrandes (30) des radial äußeren Umfangswandabschnitts (7) angeordnet und ausgebildet ist.
  5. Rückströmsperre (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohrelement (20) und ein in das Rohrelement (20) einführbares und an dem Rohrelement (20) demontierbar anbringbares Trägerelement (21) den Rohrkörper (2) bilden.
  6. Rückströmsperre (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement (20) und das Trägerelement (21) jeweils als doppelwandige Rohrabschnitte ausgebildet sind, wobei ein jeweiliger Rohrabschnitt einen Außenrohrabschnitt (24; 27) und einen koaxial zu dem Außenrohrabschnitt (24; 27) angeordneten Innenrohrabschnitt (25; 28) aufweist, und wobei der jeweilige Rohrabschnitt ferner durch einen den Außenrohrabschnitt (24; 27) und den Innenrohrabschnitt (25; 28) verbindenden Wandabschnitt (26; 29) endseitig verschlossen ist.
  7. Rückströmsperre (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Außenrohrabschnitt (27) des Trägerelements (21) eine größere Axiallänge als der Innenrohrabschnitt (28) des Trägerelements (21) aufweist.
  8. Rückströmsperre (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Umfangswandabschnitt (7) von einem axialen Abschnitt des Innenrohrabschnitts (28) des Trägerelements (21) und der radial innere Umfangswandabschnitt (6) von einem an dem Innenrohrabschnitt (28) des Trägerelements (21) angeformten und radial nach innen gerichteten Wandabschnitt (32) gebildet ist.
  9. Rückströmsperre (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im zusammengebauten Zustand der Rückströmsperre (1) das doppelwandig ausgebildete Trägerelement (21) stromabwärts offen ist und das doppelwandig ausgebildete Rohrelement (20) stromaufwärts offen ist, wobei der Innenrohrabschnitt (25) des Rohrelements (20) und das doppelwandige Trägerelement (21) einen U-förmigen Siphon (34) bilden, indem der Innenrohrabschnitt (25) des Rohrelements (20) zwischen dem Außenrohrabschnitt (27) und dem Innenrohrabschnitt (28) des Trägerelements (21), vorzugsweise koaxial, angeordnet ist.
  10. Rückströmsperre (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trägerelement (21) der Umfangsrand (31) des Innenrohrabschnitts (28) stromaufwärts des Umfangsrandes (30) des Außenrohrabschnitts (27) endet.
  11. Rückströmsperre (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenrohrabschnitt (27) des Trägerelements (21) und dem Außenrohrabschnitt (24) des Rohrelements (20) ein Ablaufkanal (41) für überschüssiges Fluid gebildet ist.
  12. Rückströmsperre (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) wenigstens eine stromaufwärts der Umfangsrinne (5) angeordnete Durchlassöffnung (50) aufweist, wobei die zumindest eine Durchgangsöffnung (44) mit einem außerhalb des Rohrkörpers (2) angeordneten und an diesem demontierbar anbringbaren Siphon (46) verbunden ist, in den Fluid aus dem Inneren des Rohrkörpers (2) ablaufen kann, und wobei der Siphon (46) mit der wenigstens einen Durchlassöffnung (50) verbunden ist, durch die Fluid aus dem Siphon (46) abgeführt werden kann.
  13. Rückströmsperre (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (4) einen ringförmig ausgebildeten Teilabschnitt (9) und wenigstens einen tellerförmig ausgebildeten Teilabschnitt (10) aufweist, wobei jeder nächst-größere Teilabschnitt (9) einen Zusatz-Ventilsitz (11) für den nächst-kleineren Teilabschnitt (10) bildet.
  14. Rückströmsperre (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsrand zumindest eines nächst-kleineren Teilabschnitts (10) einen radial nach außen über den Zusatz-Ventilsitz (11) hervorstehenden und stromaufwärts gerichteten Zusatz-Axialansatz umfasst, der sich bei Aufliegen des nächst-kleineren Teilabschnitts (10) auf dem Zusatz-Ventilsitz (11) des nächst-größeren Teilabschnitts (9) in eine an dem nächst-größeren Teilabschnitt (9) ausgebildete Zusatz-Umfangsrinne hinein erstreckt.
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