WO2018146003A1 - Ventil, sowie verwendung desselben in einer feuerlöschanlage - Google Patents

Ventil, sowie verwendung desselben in einer feuerlöschanlage Download PDF

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Chrysafis Zlatintsis
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Minimax Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the present invention relates to a valve comprising a valve housing having a fluid inlet chamber and a fluid outlet chamber, a valve seat disposed between the fluid inlet chamber and the fluid outlet chamber, and a closure body reciprocable between a release position and a locking position, the closure body is in the blocking position fluid-tight against the valve seat, and wherein the fluid inlet chamber and the Fluidauslasshunt are fluid-conductively connected to each other in the release position.
  • Valves of the type mentioned above are used in all areas of industry, if the fluid flow in flow lines is controlled to interrupt or release.
  • a selected example of the use of the valves described in the introduction is the use in fire extinguishing systems.
  • alarm valves such as wet alarm or dry alarm valves, are used to retain a standby extinguishing agent and release the fluid flow through the valve upon detection of a predetermined triggering event, such as a fire, to combat the hazard. According to the invention, however, other uses are also affected.
  • a particular challenge in the construction of valves of the type described is in a reliable opening and closing behavior of the Closing body on the valve seat.
  • the closing body must be reliably fluid-tight in the locking position on the valve seat and must not tilt. The transition from the lock state to the release state, and possibly back again, must work reliably.
  • the installation of the closing body in the valve often requires special attention, and concomitantly increased installation costs. The focus here is on the need to position the closing body exactly relative to the valve seat, so that the fluid-tight concerns can be ensured.
  • a mechanism has been selected, for example, to ensure a tilt-free and tight abutment of the closing body on the valve seat in the prior art, which does not exclusively pivotally arranges the closing body on the valve, but in addition a small axial and / or radial mobility of the closing body relative allowed to the valve seat, so that an optimized to the respective mounting situation and any manufacturing tolerances out seat of the closing body on the valve seat by the fitter could be adjusted.
  • this has meant that the position of the closing body had to be re-adjusted after a single use with high manual effort, so that a new fluid-tight closing was possible.
  • the invention was therefore based on valves in general and alarm valves for fire extinguishing systems in particular the object of specifying a way that overcomes the aforementioned disadvantages as much as possible.
  • the invention has for its object to provide a valve that is easy to install, and reliable and repeatable fluid-tight locking of the fluid flow allows.
  • the invention solves the underlying task in a valve of the type described by the valve seat and the closing body each having a sealing surface which lie opposite each other in the locked state, and arranged in the blocking state between the sealing surfaces elastically deformable sealing element, which is one of the sealing surfaces completely spans.
  • the sealing element spans the entire sealing surface, and preferably fits tightly against her, for example, standing under elastic tension.
  • sealing elements are used in the art, for example in the field of alarm valves of fire extinguishing systems, which must therefore be precisely positioned relative to the valve seat either in the axial or radial direction to ensure sealing and tilting of the closing body when opening to prevent.
  • a sealing element is selected, which spans the entire sealing surface, is also on the entire sealing surface sealing material available, which weakens the positional dependence of the two sealing surfaces to each other. If the sealing element is held under tension on the sealing surface, the elasticity of the sealing material itself supports a captive retention of the sealing material is held on the sealing surface and does not peel off.
  • the invention makes it possible to select the sealing element, for example, from an annular sealing strip with a hollow cylindrical shape, which can cling to the geometry of the sealing surface with elastic deformation.
  • the sealing element according to the invention is in any case superior to conventional sealing rings (for example O-rings) or flat gaskets.
  • At least one of the sealing surfaces is formed in sections or completely conically tapered.
  • both sealing surfaces are tapered conically at least in sections.
  • the sealing element is attached to the closing body, and provided on the closing body sealing surface is the one that is completely covered.
  • the closing body has a pivotably mounted on the valve housing body and a valve plate, wherein the sealing element has a holding portion which is clamped between the base body and the valve disk.
  • the closing body is mounted only pivotally on the valve housing, and has no translational degrees of freedom on.
  • the holding portion of the sealing element is elastically deformable, in particular elastically compressible, even if it is clamped between the base body and the valve disk.
  • the valve plate is preferably reversibly releasably attached to the closing body, which has an advantageous effect on the assembly. To change the sealing element, it is no longer necessary to remove the entire closing body.
  • the holding portion of the sealing element is preferably formed at a first end face of the sealing element, and the sealing element has a second end face opposite the first end, which rests against the valve head with respect to the side of the holding section.
  • the sealing element surrounds the valve disk on both sides of the sealing surface and thus nestles against it, so that the sealing element is secured against axial slipping off of the valve disk and the full surface overstretching of the sealing surface is ensured.
  • a thickening preferably annular
  • the closing body has a preferably still corresponding, particularly preferably annular circumferential, cooperating with the thickening recess into which engages the thickening.
  • the recess is formed in a preferred embodiment in the form of partial recesses which are formed in the main body on the one hand and the valve disc on the other.
  • the base body has a mounting surface facing the valve disk, and the valve disk is pivotably coupled to the base body, so that the valve disk can be deflected relative to the mounting surface by an angular amount.
  • the valve disk is screwed into the base body and has a through hole, which is relative to the Fixing screw allows movement in the radial direction.
  • the amount of the compensation angle depends on how thick the holding portion is and how much the play of movement between the fixing screw and the through-hole is selected in the preferred embodiment.
  • the sealing surface of the closing body is fluid-conductively connected to the fluid inlet chamber by means of one or more flow channels.
  • the one or more flow channels are thus formed open to the fluid inlet chamber on the closing body and extend through the closing body through to the sealing surface of the closing body.
  • the sealing element expands due to the increasing gap between the opposing sealing surfaces and is slightly lifted off the sealing surface of the closing body due to the communicated fluid pressure.
  • the sealing element expands due to the increasing gap between the opposing sealing surfaces and is slightly lifted off the sealing surface of the closing body due to the communicated fluid pressure.
  • two or more encircling projections are preferably formed on the sealing element in the region of the sealing surfaces on a side facing the valve seat, which define a sealed in the blocking state against the fluid inlet chamber and Fluidauslasshunt chamber.
  • the valve housing has an alarm channel which is fluid-conductively connected to the chamber via one or more flow channels and a Alarm channel outlet for connecting a, preferably pneumatically or hydraulically driven, alarm device.
  • This embodiment explicitly relates to an alarm valve according to a particular aspect of the invention. If the closing body is moved from the blocking position to a release position, the alarm channel is flooded in this embodiment and can pass on a corresponding control pressure to an alarm device, as an alarm device such as a warm bell (Water-Motor-Gong "WMG”) or a macro phone count.
  • WMG Water-Motor-Gong
  • the alarm channel is preferably defined by a wall of the valve seat and a wall of the valve housing on the other.
  • the valve seat is reversibly releasably coupled to the valve housing, preferably screwed into the valve housing.
  • the invention in a second aspect also relates to a valve formed according to one of the preferred embodiments described above and as a valve of a fire extinguishing system, in particular an alarm valve Fire extinguishing system, and particularly preferably designed as a wet or dry alarm valve of the fire extinguishing system.
  • the alarm valve has the same advantages and preferred embodiments of the invention as the general valve described above.
  • the invention thus further also relates to a use of the valve according to one of the preferred embodiments described above as an alarm valve for a fire extinguishing system, wherein also with respect to the advantages of the preferred embodiments, the above applies.
  • FIG. 1 shows a valve according to a preferred embodiment in a schematic, partially sectioned cross-sectional view
  • FIGS. 1 and 2a-b detail views of the valve according to Figure 1
  • FIG. 3 shows a further detail view of the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2a-b
  • FIG. 4 shows the detailed view according to FIG. 3 in an alternative operating state.
  • FIG. 1 shows the basic construction of an alarm valve 100 constructed in accordance with the principles of the present invention.
  • the alarm valve 100 has a closing body 50 which is mounted so as to be pivotable about a pivot axis S and is adapted to release or close the fluid flow from a fluid inlet chamber 21 into a fluid outlet chamber 23.
  • the closing body 50 has a main body 1 and is accommodated in a valve housing 3.
  • a sealing element 4 is attached on the closing body 50.
  • the sealing element 4 has a holding portion on which a thickening 5 is formed. In the region of the holding portion and the thickening 5, the sealing element 4 is clamped between the main body 1 of the closing body 50 and a valve plate 7.
  • the sealing element 4 completely spans a sealing surface 13a of the valve disk 7 and is clamped onto the valve disk in such a way that it wraps around the valve disk on both sides of the sealing surface 13a at two end faces, one of which has the thickening 5.
  • the sealing surface 13a is located in the blocking state of a sealing surface 13b of a valve seat 12 shown in FIG. 1, so that the sealing element 4 separates the fluid inlet chamber 21 from the fluid outlet chamber 23 by contact with the two sealing surfaces 13a, b.
  • valve seat 12 is preferably screwed into the valve housing 3 and sealed relative to the valve housing 3 by means of corresponding sealing elements, for example earrings 17.
  • the sealing element 4 has two annular projections 6 which are formed on a side of the sealing element 4 facing the valve seat 12 and define between them and the sealing surface 13b a chamber 28 which is fluid-tight from the fluid inlet chamber 21 and the fluid outlet chamber 23.
  • the sealing surface 13a of the valve disk 7 has a recess 8 into which one or more flow channels 9 open.
  • the flow channels 9 are fluid-conductively connected to the fluid inlet chamber 21, so that a prevailing in the fluid inlet chamber pressure through the Flow channels is propagated up to the recess 8 and thus to the sealing element 4 zoom. This will be discussed in more detail in particular with reference to Figures 3 and 4.
  • the valve disk 7 is fastened to the base body 1 by means of a retaining screw 10.
  • a through hole 20 is provided, relative to which a clearance between the retaining screw 10 and through hole 20 is formed. This will be discussed further with reference to FIG. 2b.
  • the fastening screw 10 is preferably held in a thread 19 in the base body 1.
  • the sealing element 4 is clamped between the valve disk 7 and the base body 1 at its holding portion.
  • one or more flow channels extend through the valve seat to an alarm channel 15.
  • the alarm channel is preferably depressurized. If the closing body 50 is opened by pivoting about the axis S, the fluid entering through the fluid inlet chamber 21 floods the alarm channel 15, and from there optionally one or more external alarm lines which are fluid-conductively connected to a hydraulically or pneumatically operated alarm means. Furthermore, a pressure equalization opening or an alarm channel outlet 16 in the valve housing 3 is optionally additionally provided. As is shown in more detail in FIGS. 2 a, b, the valve disk 7 is movable relative to the main body 1.
  • the valve disk 7 is arranged opposite a mounting surface 22 of the main body 1 and aligned in the direction of a surface normal N according to FIG. 2a.
  • the sealing element 4 is arranged with its thickening in a corresponding recess 18 a, b, which is formed into parts in the base body 1 and the valve plate 7.
  • the sealing element 4 has in particular in the trapped region on an elastic deformation ability, so that at a pressure load outside the axis of the surface normal N is a deflection by an angle ⁇ , see Figure 2b.
  • Such an off-center loading occurs, for example, when the valve disk 7 strikes the valve seat 12 and its sealing surface 13b with a slight positional error.
  • FIG. 3 shows a state in which the fluid inlet chamber 21 of the valve 100 is substantially pressure-relieved. In this state, the sealing member 4 closely abuts the first sealing surface 13a, and the chamber 28 defined between the annular projections 6 and the second sealing surface 13b has a certain volume.
  • the closing body 50 is slightly pivoted, and there is an increase in the distance between the first and second sealing surfaces 13a, b, the thus inflated shape of the sealing element 4 at least for a certain distance continue to maintain the pressure tightness and the flooding of the alarm channel 15th delay, which mitigates additional protection against any false alarms in short-term pressure surges in the fluid inlet chamber 21.
  • the position tolerance between the valve disc 7 and valve seat 12 is further increased.
  • the valve according to the invention represents a significant improvement in terms of closing and mounting behavior over the known prior art.
  • the valve is versatile in other areas of mechanical and plant engineering used. Due to the reversible detachable connection between the valve disk 7 and base body 1 of the closing body 50, a quick and cost-effective replacement of the sealing element 4 is possible at any time, as well as, for example, an adaptation of the material of the sealing element 4 to the respective conveyed medium depending on its aggressiveness, etc.
  • the movement play between the valve disk 7 and base body 1, together with the properties of the sealing element 4 itself provides for a universal applicability in the promotion of gas or liquids, and particle-containing media.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventil (100), mit einem Ventilgehäuse (3), das eine Fluideinlasskammer (21) und eine Fluidauslasskammer (23) aufweist, einem zwischen der Fluideinlasskammer (21) und der Fluidauslasskammer (23) angeordneten Ventilsitz (12), und einem Schließkörper (50), der zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung hin-und her bewegbar ist, wobei der Schließkörper (50) in der Sperrstellung fluiddicht an dem Ventilsitz (12) anliegt und wobei die Fluideinlasskammer (21) und die Fluidauslasskammer (23) in der Freigabestellung fluidleitend miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Ventilsitz (12) und der Schließkörper (50) jeweils eine Dichtfläche (13a,b) aufweisen, die im Sperrzustand einander gegenüberliegen, sowie ein im Sperrzustand zwischen den Dichtflächen (13a,b) angeordnetes elastisch verformbares Dichtelement (4), welches eine der Dichtflächen vollständig überspannt.

Description

Ventil, sowie Verwendung desselben in einer Feuerlöschanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, mit einem Ventilgehäuse, das eine Fluideinlasskammer und eine Fluidauslasskammer aufweist, einen zwischen der Fluideinlasskammer und der Fluidauslasskammer angeordneten Ventilsitz, und einen Schließkörper, der zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung hin- und her bewegbar ist, wobei der Schließkörper in der Sperrstellung fluiddicht an dem Ventilsitz anliegt, und wobei die Fluideinlasskammer und die Fluidauslasskammer in der Freigabestellung fluidleitend miteinander verbunden sind.
Ventile der vorbezeichneten Art werden in allen Bereichen der Industrie eingesetzt, wenn der Fluidfluss in Strömungsleitungen kontrolliert unterbrochen oder freigegeben werden soll. Ein ausgewähltes Beispiel für den Einsatz der eingangs bezeichneten Ventile ist der Einsatz in Feuerlöschanlagen. In Feuerlöschanlagen werden unter anderem Alarmventile, beispielsweise Nassalarm- oder Trockenalarmventile verwendet, um ein Löschmittel im Bereitschaftszustand zurückzuhalten, und nach Erkennen eines vorbestimmten Auslöseereignisses, beispielsweise eines Brandfalls, den Fluidfluss durch das Ventil hindurch freizugeben, um die Gefahr zu bekämpfen. Erfindungsgemäß sind aber auch andere Einsatzzwecke betroffen.
Eine besondere Herausforderung in der Konstruktion von Ventilen der eingangs bezeichneten Art liegt in einem zuverlässigen Öffnungs- und Schließverhalten des Schließkörpers auf den Ventilsitz. Der Schließkörper muss zuverlässig fluiddicht in der Sperrstellung auf dem Ventilsitz sitzen und darf nicht verkanten. Der Übergang vom Sperrzustand in den Freigabezustand, und gegebenenfalls wieder zurück, muss zuverlässig funktionieren. In der Praxis ist ferner zu beachten, dass die Montage des Schließkörpers in dem Ventil oftmals besondere Aufmerksamkeit verlangt, und damit einhergehend gesteigerten Montageaufwand. Augenmerk liegt hierbei auf der Notwendigkeit, den Schließkörper exakt relativ zum Ventilsitz zu positionieren, damit das fluiddichte Anliegen gewährleistet werden kann. Bei Alarmventilen für Feuerlöschanlagen ist beispielsweise zum Sicherstellen eines verkantungsfreien und dichten Anliegens des Schließkörpers auf dem Ventilsitz im Stand der Technik eine Mechanik gewählt worden, die den Schließkörper nicht ausschließlich schwenkbar am Ventil anordnet, sondern zusätzlich eine geringe axiale und/oder radiale Beweglichkeit des Schließkörpers relativ zum Ventilsitz ermöglichte, damit ein auf die jeweilige Montagesituation und etwaige Fertigungstoleranzen hin optimierter Sitz des Schließkörpers auf dem Ventilsitz durch den Monteur eingestellt werden konnte. Dies hat aber dazu geführt, dass die Position des Schließkörper nach einmaliger Verwendung unter hohem manuellem Aufwand erneut feinjustiert werden musste, damit ein erneutes fluiddichtes Schließen möglich wurde. Der Erfindung lag folglich bei Ventilen im Allgemeinen und bei Alarmventilen für Feuerlöschanlagen im Besonderen die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, die die vorstehend erwähnten Nachteile möglichst weitgehend überwindet. Insbesondere lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventil anzugeben, das einfach montierbar ist, und zuverlässig und wiederholbar ein fluiddichtes Sperren des Fluidflusses ermöglicht.
Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe bei einem Ventil der eingangs bezeichneten Art, indem der Ventilsitz und der Schließkörper jeweils eine Dichtfläche aufweisen, die im Sperrzustand einander gegenüber liegen, sowie ein im Sperrzustand zwischen den Dichtflächen angeordnetes elastisch verformbares Dichtelement, welches eine der Dichtflächen vollständig überspannt. Unter dem Unterspannen wird erfindungsgemäß verstanden, dass das Dichtelement die gesamte Dichtfläche überspannt, und vorzugsweise eng an ihr anliegt, beispielsweise unter elastischer Spannung stehend. Die Erfindung folgt der Erkenntnis, dass im Stand der Technik die erforderliche Beweglichkeit des Schließkörpers jenseits der reinen Schwenkbarkeit durch die Art des Dichtmittels hervorgerufen wurde. So werden im Stand der Technik beispielsweise im Bereich der Alarmventile von Feuerlöschanlagen bislang axial wirkende oder radial wirkende Dichtelemente eingesetzt, die demzufolge relativ zum Ventilsitz entweder in axialer oder radialer Richtung präzise positioniert werden müssen, um ein Dichten zu gewährleisten und ein Verkanten des Schließkörpers beim Öffnen zu verhindern. Dadurch, dass erfindungsgemäß ein Dichtelement gewählt wird, welches die gesamte Dichtfläche überspannt, steht auch auf der gesamten Dichtfläche Dichtungsmaterial zur Verfügung, was die Positionsabhängigkeit der beiden Dichtflächen zueinander abschwächt. Wird das Dichtelement unter Spannung auf der Dichtfläche gehalten, unterstützt die Elastizität des Dichtmaterials selbst ein verliersicheres Halten des Dichtmaterial auf der Dichtfläche gehalten wird und sich nicht ablöst. Ferner ermöglicht die Erfindung, das Dichtelement beispielsweise aus einem ringförmigen Dichtband mit hohlzylindrischer Form auszuwählen, welches sich bei elastischer Verformung an die Geometrie der Dichtfläche anschmiegen kann.
Das erfindungsgemäße Dichtelement ist jedenfalls konventionellen Dichtringen (beispielsweise O-Ringen) oder Flachdichtungen überlegen.
Vorzugsweise ist wenigstens eine der Dichtflächen abschnittsweise oder vollständig konisch verjüngt ausgebildet. Besonders bevorzugt sind beide Dichtflächen zumindest abschnittsweise konisch verjüngt ausgebildet.
Durch die konische Form der Dichtflächen erfolgt eine radiale Zentrierung des Schließkörpers relativ zum Ventilsitz. Im Zusammenspiel mit der vollflächigen Aufbringung des Dichtelements wird auch bei leichten Stellungsfehlern noch ein Abdichten zwischen den Dichtflächen ermöglicht. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Dichtelement an dem Schließkörper befestigt, und die an dem Schließkörper vorgesehene Dichtfläche ist diejenige, die vollständig überspannt ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Schließkörper einen schwenkbar an dem Ventilgehäuse gelagerten Grundkörper und einen Ventilteller auf, wobei das Dichtelement einen Halteabschnitt aufweist, der zwischen dem Grundkörper und dem Ventilteller eingeklemmt ist. Vorzugsweise ist der Schließkörper ausschließlich schwenkbar an dem Ventilgehäuse gelagert, und weist keine Translations-Freiheitsgrade auf. Weiter vorzugsweise ist ebenfalls der Halteabschnitt des Dichtelements elastisch verformbar, insbesondere elastisch kompressibel ausgebildet, auch dann, wenn er zwischen dem Grundkörper und dem Ventilteller eingeklemmt ist. Der Ventilteller ist vorzugsweise reversibel lösbar am Schließkörper befestigt, was sich vorteilhaft auf die Montage auswirkt. Zum Wechsel des Dichtelements ist es nicht mehr notwendig, den gesamten Schließkörper auszubauen. Vielmehr reicht es, den Ventilteller vom Schließkörper zu demontieren, das Dichtelement vom Ventilteller abzuziehen und ein neues Aufzuspannen. Danach kann ein erneutes Montieren und Verklemmen erfolgen, so dass Wartungsintervalle weniger kostenintensiv und zeiteffektiver gestaltet werden können.
Der Halteabschnitt des Dichtelements ist vorzugsweise an einem ersten stirnseitigen Ende des Dichtelements ausgebildet, und das Dichtelement weist ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites stirnseitiges Ende auf, das an dem Ventilteller gegenüber der Seite des Halteabschnitts anliegt. Mit anderen Worten umschließt das Dichtelement den Ventilteller auf beiden Seiten der Dichtfläche und schmiegt sich so an ihn an, sodass das Dichtelement gegen axiales Herunterrutschen vom Ventilteller gesichert ist und das vollflächige Überspannen der Dichtfläche sichergestellt bleibt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an dem Halteabschnitt des Dichtelements eine, vorzugsweise ringförmig umlaufende, Verdickung ausgebildet. Weiter vorzugsweise weist der Schließkörper eine noch vorzugweise korrespondierende, besonders bevorzugt ringförmig umlaufende, mit der Verdickung zusammenwirkende Ausnehmung auf, in welche die Verdickung eingreift. Hierdurch wird die korrekte Positionierung des Dichtelements relativ zum Ventilteller vereinfacht, und eine formschlüssige, verliersichere Verbindung erreicht. Zudem kann die Verdickung in eingeklemmten Zustand als zusätzliche Dichtung fungieren.
Die Ausnehmung ist in einer bevorzugten Ausgestaltung in Form von Teilausnehmungen ausgebildet, die in dem Grundkörper einerseits und dem Ventilteller andererseits ausgebildet sind.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Ventils weist der Grundkörper eine dem Ventilteller zugewandte Montagefläche auf, und der Ventilteller ist schwenkbar mit dem Grundkörper gekoppelt, sodass der Ventilteller relativ zu der Montagefläche um einen Winkelbetrag ausgelenkt werden kann. Vorzugsweise wird der Ventilteller in den Grundkörper eingeschraubt und weist eine Durchgangsbohrung auf, die relativ zu der Befestigungsschraube ein Bewegungsspiel in radialer Richtung zulässt. Durch dieses Bewegungsspiel, insbesondere im Zusammenhang mit der Elastizität des Dichtelements an seinem Halteabschnitt, kann der Ventilteller bei einem schrägen Auftreffen auf den Ventilsitz durch Schwenkbewegung um den vorbestimmten Winkelbetrag eine Kompensationsbewegung ausführen, die trotz der Fehlstellung ein dichtes Anliegen am Ventilsitz bewirkt. Hierzu wird lediglich an der Stelle, die zuerst auf den Ventilsitz auftrifft, am gegenüberliegenden Ende der Halteabschnitt etwas stärker komprimiert, wodurch sich der Ventilteller an den Ventilsitz anschmiegen kann. Der Betrag des Ausgleichswinkels hängt davon ab, wie dick der Halteabschnitt ist, und wie groß das Bewegungsspiel zwischen der Befestigungsschraube und der Durchgangsbohrung in der bevorzugten Ausgestaltung gewählt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Ventils ist die Dichtfläche des Schließkörpers mittels eines oder mehrerer Strömungskanäle fluidleitend mit der Fluideinlasskammer verbunden. Der oder die Strömungskanäle sind folglich zur Fluideinlasskammer hin geöffnet am Schließkörper ausgebildet und erstrecken sich durch den Schließkörper hindurch bis zur Dichtfläche des Schließkörpers. Dies hat folgenden technischen Effekt: Liegt in der Fluideinlasskammer ein Überdruck an, wird über den oder die Strömungskanäle Fluid mit entsprechendem Fluiddruck bis an die Dichtfläche herantransportiert. Das Fluid drückt von der Seite des Strömungskanals her gegen das Dichtelement und presst das Dichtelement membran- oder ballonartig gegen die korrespondierende Dichtfläche des Ventilsitzes. Wird der Schließkörper um einen geringen Betrag aus der Sperrposition heraus bewegt, dehnt sich das Dichtelement infolge des größer werdenden Spaltes zwischen den gegenüberliegenden Dichtflächen aus und wird aufgrund des kommunizierten Fluiddrucks von der Dichtfläche des Schließkörpers leicht abgehoben. Es behält also trotz deiner einsetzenden Bewegung des Schließkörpers vom Ventilsitz fort zumindest einen Grad der Dichtwirkung weiter aufrecht. Dies verbessert die Dichtfunktion des Ventils signifikant und erhöht zudem die Positionstoleranz des Schließkörpers relativ zum Ventilsitz.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind an dem Dichtelement im Bereich der Dichtflächen vorzugsweise auf einer dem Ventilsitz zugewandten Seite zwei oder mehr umlaufende Vorsprünge ausgebildet, die eine im Sperrzustand fluidfrei gegen die Fluideinlasskammer und Fluidauslasskammer abgedichtete Kammer definieren.
Weiter vorzugsweise weist das Ventilgehäuse einen Alarmkanal auf, der über einen oder mehrere Strömungskanäle fluidleitend mit der Kammer verbunden ist und einen Alarmkanalauslass zum Anschluss einer, vorzugsweise pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen, Alarmeinrichtung aufweist. Diese Ausführungsform betrifft explizit ein Alarmventil gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung. Wird der Schließkörper aus der Sperrstellung in eine Freigabestellung bewegt, wird bei dieser Ausführungsform der Alarmkanal geflutet und kann einen entsprechenden Steuerdruck an eine Alarmeinrichtung weitergeben, wobei als Alarmeinrichtung beispielsweise eine Warmglocke (Water-Motor-Gong„WMG") oder ein Makrofon zählen.
Der Alarmkanal wird vorzugsweise durch eine Wandung des Ventilsitzes und eine Wandung des Ventilgehäuses andererseits definiert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Ventilsitz reversibel lösbar mit dem Ventilgehäuse gekoppelt, vorzugsweise in das Ventilgehäuse eingeschraubt.
Während die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt vorstehend im wesentlich betreffend ein Ventil im Allgemeinen beschrieben wurde, so betrifft die Erfindung in einem zweiten Aspekt auch ein Ventil, das gemäß einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet ist, und als Ventil einer Feuerlöschanlage, insbesondere Alarmventil einer Feuerlöschanlage, und besonders bevorzugt als Nass- oder Trockenalarmventil der Feuerlöschanlage ausgebildet ist.
Das Alarmventil weist die gleichen Vorteile und erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsformen wie das vorstehend beschriebene allgemeine Ventil auf. Die Erfindung betrifft somit ferner auch eine Verwendung des Ventils gemäß einer der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen als Alarmventil für eine Feuerlöschanlage, wobei auch hier bezüglich der Vorteile der bevorzugten Ausführungsformen das vorstehend erläuterte gilt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein Ventil gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer schematischen, teilweise geschnitten Querschnittsansicht,
Fig. 2a, b Detailansichten zu dem Ventil gemäß Figur 1 , Figur 3 eine weitere Detailansicht zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2a - b, und
Figur 4 die Detailansicht gemäß Figur 3 in einem alternativen Betriebszustand.
In Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau eines Alarmventils 100 gezeigt, welches nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Das Alarmventil 100 weist einen Schließkörper 50 auf, der um eine Schwenkachse S ausschließlich schwenkbar gelagert und dazu eingerichtet ist, den Fluidfluss von einer Fluideintrittskammer 21 in eine Fluidaustrittskammer 23 freizugeben oder zu schließen.
Der Schließkörper 50 weist einen Grundkörper 1 auf und ist in einem Ventilgehäuse 3 untergebracht.
An dem Schließkörper 50 ist ein Dichtelement 4 befestigt. Das Dichtelement 4 weist einen Halteabschnitt auf, an dem eine Verdickung 5 ausgebildet ist. Im Bereich des Halteabschnitts und der Verdickung 5 ist das Dichtelement 4 zwischen dem Grundkörper 1 des Schließkörpers 50 und einem Ventilteller 7 eingeklemmt. Das Dichtelement 4 überspannt vollständig eine Dichtfläche 13a des Ventiltellers 7 und ist so auf den Ventilteller aufgespannt, dass es an zwei stirnseitigen Enden, von denen einer die Verdickung 5 aufweist, den Ventilteller beidseitig der Dichtfläche 13a umschlingt.
Die Dichtfläche 13a liegt im in Figur 1 gezeigten Sperrzustand einer Dichtfläche 13b eines Ventilsitzes 12 gegenüber, sodass das Dichtelement 4 durch Anlage an den beiden Dichtflächen 13a,b die Fluideintrittskammer 21 von der Fluidaustrittskammer 23 trennt.
Der Ventilsitz 12 ist vorzugsweise in das Ventilgehäuse 3 eingeschraubt und mittels entsprechender Dichtelemente, beispielsweise Ohrringe, 17 relativ zum Ventilgehäuse 3 abgedichtet.
Das Dichtelement 4 weist zwei ringförmige Vorsprünge 6 auf, die auf einer dem Ventilsitz 12 zugewandten Seite des Dichtelements 4 ausgebildet sind und zwischen sich und der Dichtfläche 13b eine fluiddicht von der Fluideintrittskammer 21 und der Fluidaustrittskammer 23 getrennte Kammer, 28 definieren. Auf der anderen Seite weist die Dichtfläche 13a des Ventiltellers 7 eine Ausnehmung 8 auf, in die ein oder mehrere Strömungskanäle 9 münden. Die Strömungskanäle 9 sind mit der Fluideinlasskammer 21 fluidleitend verbunden, sodass ein in der Fluideinlasskammer herrschender Druck durch die Strömungskanäle bis in die Vertiefung 8 und somit an das Dichtelement 4 heran propagiert wird. Hierzu wird insbesondere unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 weiter eingegangen.
Der Ventilteller 7 ist mittels einer Haltungsschraube 10 an dem Grundkörper 1 befestigt. In dem Ventilteller 7 ist eine Durchgangsbohrung 20 vorgesehen, relativ zu welcher ein Bewegungsspiel zwischen Halteschraube 10 und Durchgangsbohrung 20 ausgebildet ist. Hierauf wird unter Bezugnahme auf Figur 2b weiter eingegangen. Die Befestigungsschraube 10 wird vorzugsweise in einem Gewinde 19 im Grundkörper 1 gehalten.
Das Dichtelement 4 ist zwischen dem Ventilteller 7 und dem Grundkörper 1 an seinem Halteabschnitt eingeklemmt.
Von der zwischen den ringförmigen Vorsprüngen 6 definierten Kammer 28 aus erstrecken sich ein oder mehrere Strömungskanäle durch den Ventilsitz hindurch zu einem Alarmkanal 15. In der gezeigten Sperrstellung ist der Alarmkanal vorzugsweise druckentlastet. Wird der Schließkörper 50 durch Schwenken um die Achse S geöffnet, flutet das durch die Fluideinlasskammer 21 eindringende Fluid den Alarmkanal 15, und von dort aus optional ein oder mehrere externe Alarmleitungen, die fluidleitend mit einem hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Alarmmittel verbunden sind. Ferner ist optional zusätzlich eine Druckausgleichsöffnung beziehungsweise ein Alarmkanalauslass 16 im Ventilgehäuse 3 vorgesehen. Wie in den Figuren 2a, b näher dargestellt ist, ist der Ventilteller 7 relativ zu dem Grundkörper 1 beweglich. Der Ventilteller 7 ist gegenüber einer Montagefläche 22 des Grundkörpers 1 angeordnet und in Richtung einer Flächennormale N ausgerichtet gemäß der Figur 2a. Im gezeigten Zustand ist das Dichtelement 4 mit seiner Verdickung in einer korrespondierenden Ausnehmung 18a,b angeordnet, welche zu Teilen im Grundkörper 1 und im Ventilteller 7 ausgebildet ist. Das Dichtelement 4 weist insbesondere in dem eingeklemmten Bereich eine elastische Formänderungsfähigkeit auf, sodass bei einer Druckbelastung außerhalb der Achse der Flächennormale N eine Auslenkung um einen Winkel α erfolgt, siehe Figur 2b. Zu einer solchen außermittigen Belastung kommt es beispielsweise, wenn der Ventilteller 7 mit einem leichten Stellungsfehler auf den Ventilsitz 12 und dessen Dichtfläche 13b auftrifft. Mittels des Bewegungsspiels zwischen einem äußeren Umfang 33 der Halteschraube 10 und einem inneren Umfang 31 der Durchgangsbohrung 20 wird, zuzüglich der Parameter der Verformbarkeit des Dichtelements 4 der maximal mögliche Winkel α bestimmt. Nachdem in Figur 2a, b in erster Linie die Kompensationsfähigkeit des Ventiltellers 7 beleuchtet haben, wird in den Figuren 3 und 4 Augenmerk im besonderen Maße auf die Kompensationsfähigkeit des Dichtelements 4 selbst gerichtet. In Figur 3 ist ein Zustand dargestellt, in dem die Fluideintrittskammer 21 des Ventils 100 im Wesentlichen druckentlastet ist. In diesem Zustand liegt das Dichtelement 4 eng an der ersten Dichtfläche 13a an, und die zwischen den ringförmigen Vorsprüngen 6 und der zweiten Dichtfläche 13b definierte Kammer 28 weist ein gewisses Volumen auf.
Sobald ein Überdruck in der Fluideintrittskammer 21 herrscht, wird über die Strömungskanäle 9 ein entsprechender Überdruck in der Vertiefung 8 direkt angrenzend an das Dichtelement 4 aufgebaut. Da das Dichtelement 4 an seinen stirnseitigen Endabschnitten fest auf dem Ventilteller des Schließkörpers 50 sitzt, beult sich das Dichtelement in der Folge des Überdrucks derart aus, dass es von der Dichtfläche 13a abgehoben und gegen die Dichtfläche 13b gepresst wird, siehe Figur 4 und die dies andeutenden Pfeile. Das Volumen in der Kammer 28 kollabiert. Wird nun der Schließkörper 50 leicht verschwenkt, und es zu einer Vergrößerung des Abstands zwischen den ersten und zweiten Dichtflächen 13a,b kommt, kann die derart aufgeblähte Form des Dichtelements 4 zumindest für eine gewisse Wegstrecke weiterhin die Druckdichtigkeit aufrecht erhalten und das Fluten des Alarmkanals 15 verzögern, was eine zusätzliche Absicherung gegen etwaige Fehlalarme bei kurzzeitigen Druckstößen in der Fluideinlasskammer 21 abmildert. Zudem wird die Positionstoleranz zwischen Ventilteller 7 und Ventilsitz 12 weiter erhöht.
Wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt, stellt das erfindungsgemäße Ventil eine deutliche Verbesserung hinsichtlich des Schließ- und Montageverhaltens gegenüber dem bekannten Stand der Technik dar. Abgesehen vom hier exemplarisch gezeigten Anwendungsgebiet eines Alarmventils ist das Ventil vielseitig auch in anderen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus einsetzbar. Durch die reversibel lösbare Verbindung zwischen Ventilteller 7 und Grundkörper 1 des Schließkörpers 50 ist ein zügiger und kostengünstiger Austausch des Dichtelements 4 jederzeit möglich, genauso wie beispielsweise eine Anpassung des Materials des Dichtelements 4 an das jeweils geförderte Medium in Abhängigkeit von dessen Aggressivität etc. Das Bewegungsspiel zwischen Ventilteller 7 und Grundkörper 1 sorgt gemeinsam mit den Eigenschaften des Dichtelements 4 selbst für eine universelle Einsetzbarkeit bei der Förderung von Gas oder Flüssigkeiten, sowie partikelhaltigen Medien. Bezuqszeichenliste:
1 Grundkörper;
2 Zapfen;
3 Ventilgehäuse;
4 Dichtelement;
5 Verdickung;
6 ringförmiger Vorsprung;
7 Ventilteller;
8 Vertiefung (Dichtfläche);
9 Strömungskanal (Ventilteller);
10 Halteschraube;
12 Ventilsitz;
13a Dichtfläche (Ventilteller);
13b Dichtfläche (Ventilsitz);
14 Strömungskanal (Ventilsitz);
15 Alarm kanal;
16 Alarm kanalauslass;
17 O-Ring;
18a, b Ausnehmung (Ventilkörper)
19 Gewinde (Grundkörper);
20 Durchgangsbohrung (Ventilteller);
21 Löschfluideinlasskammer;
22 Montagefläche (Grundkörper);
23 Löschfluidauslasskammer;
25 Wandung (Ventilgehäuse);
27 Wandung (Ventilsitz);
28 Kammer;
29 Gewinde (Ventilsitz);
31 innerer Umfang (Durchgangsbohrung);
33 äußerer Umfang (Halteschraube);
50 Ventilkörper;
100 Feuerlöschanlagenventil;
α Winkel (Ventilteller);
N Flächennormale;
S Schwenkachse (Ventilkörper)

Claims

Ansprüche:
1. Ventil (100), mit
einem Ventilgehäuse (3), das eine Fluideinlasskammer (21 ) und eine Fluidauslasskam- mer (23) aufweist,
einem zwischen der Fluideinlasskammer (21 ) und der Fluidauslasskammer (23) angeordneten Ventilsitz (12), und
einem Schließkörper (50), der zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung hin- und her bewegbar ist, wobei der Schließkörper (50) in der Sperrstellung fluiddicht an dem Ventilsitz (12) anliegt und wobei die Fluideinlasskammer (21 ) und die Fluidauslasskammer (23) in der Freigabestellung fluidleitend miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (12) und der Schließkörper (50) jeweils eine Dichtfläche (13a,b) aufweisen, die im Sperrzustand einander gegenüberliegen, sowie ein im Sperrzustand zwischen den Dichtflächen (13a,b) angeordnetes elastisch verformbares Dichtelement (4), welches eine der Dichtflächen vollständig überspannt.
2. Ventil (100) nach Anspruch 1 , wobei wenigstens eine der Dichtflächen konisch verjüngt ausgebildet ist.
3. Ventil (100) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Dichtelement (4) an dem Schließkörper (50) befestigt ist und die an dem Schließkörper vorgesehene Dichtfläche vollständig überspannt.
4. Ventil (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Schließkörper (50) einen schwenkbar an dem Ventilgehäuse (3) gelagerten Grundkörper (1 ) und einen Ventilteller (7) aufweist, wobei das Dichtelement (4) einen Halteabschnitt aufweist, der zwischen dem Grundkörper (1 ) und dem Ventilteller (7) eingeklemmt ist.
5. Ventil (100) nach Anspruch 4,
wobei der Halteabschnitt an einem ersten stirnseitigen Ende des Dichtelements ausgebildet ist, und das Dichtelement ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites stirnseitiges Ende aufweist, das gegenüber der Seite des Halteabschnittes an dem Ventilteller anliegt.
6. Ventil (100) nach Anspruch 4 oder 5,
wobei an dem Halteabschnitt eine, vorzugsweise ringförmig umlaufende, Verdickung (5) ausgebildet ist.
7. Ventil (100) nach Anspruch 6,
wobei der Schließkörper (50) eine, vorzugsweise ringförmig umlaufende, mit der Verdickung (5) zusammenwirkende Ausnehmung (18a,b) aufweist, in welche die Verdickung (5) eingreift.
8. Ventil (100) nach Anspruch 7,
wobei die Ausnehmung (18a,b) in Form von Teilausnehmungen ausgebildet ist, die in dem Grundkörper einerseits und dem Ventilteller andererseits ausgebildet sind.
9. Ventil (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
wobei der Grundkörper (1 ) eine dem Ventilteller (7) zugewandte Montagefläche aufweist, und der Ventilteller (7) schwenkbar mit dem Grundkörper (1 ) gekoppelt ist, so dass der Ventilteller (7) relativ zu der Montagefläche um einen Winkelbetrag (a) ausgelenkt werden kann.
10. Ventil (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Dichtfläche (13a) des Schließkörpers mittels eines oder mehrerer Strömungskanäle (9) fluidleitend mit der Fluideinlasskammer (21 ) verbunden ist.
1 1. Ventil (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
wobei an dem Dichtelement (4) im Bereich der Dichtflächen (13a,b), vorzugsweise auf einer dem Ventilsitz (12) zugewandten Seite, zwei oder mehr umlaufende Vorsprünge (6) ausgebildet sind, die eine im Sperrzustand fluidfrei abgedichtete Kammer (28) definieren.
12. Ventil (100) nach Anspruch 1 1 ,
wobei das Ventil ein Alarmventil für eine Feuerlöschanlage ist, insbesondere ein Nassoder Trockenalarmventil, und wobei das Ventilgehäuse (3) einen Alarmkanal (15) aufweist, der über einen oder mehrere Strömungskanäle (14) fluidleitend mit der Kammer (28) verbunden ist und einen Alarmkanalauslass (16) zum Anschluss einer, vorzugsweise pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen, Alarmeinrichtung aufweist.
13. Ventil (100) nach Anspruch 12,
wobei der Alarmkanal (15) durch eine Wandung (27) des Ventilsitzes (12) einerseits und eine Wandung (25) des Ventilgehäuses (3) andererseits definiert ist.
14. Ventil (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Ventilsitz (12) reversibel lösbar mit dem Ventilgehäuse gekoppelt ist, vorzugsweise in das Ventilgehäuse (3) eingeschraubt ist.
15. Verwendung eines Ventils (100) als Alarmventil für eine Feuerlöschanlage, insbesondere als Nassalarm- oder Trockenalarmventil,
wobei das Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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