Die Erfindung betrifft ein Explosionsschutzventil gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Ventile dienen dazu, die Fortpflanzung einer Druck- oder Sogwelle in einer Rohrleitung zu verhindern. Die Ventile werden beispielsweise bei explosionsgefährdeten Anlagen in Förderleitungen, insbesondere auch in pneumatische Förderleitungen, eingebaut. Explosionsschutzventile können aber beispielsweise auch als Druckwellensicherung für die Zu- und Abluft-öffnungen von Schutzräumen oder militärischen Bauten eingesetzt werden.
In vielen Fällen wirken Explosionsschutzventile zweiseitig, d.h. sie schliessen die Rohrleitung ab, gleichgültig auf welcher Seite des Ventils die Druck- oder Sogwelle auftritt. Bei normalem Betriebsdruck muss der Schliesskörper ersichtlicherweise in einer neutralen Offenstellung gehalten werden, in welcher er vom Gas- oder Flüssigkeitsstrom umströmt wird. Dies erfolgt bei bekannten Ventilen durch zwei Federn, zwischen denen der Schliesskörper eingespannt ist und die gegeneinander wirken. Bereits bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten des Fördermediums wird der Schliesskörper dabei je nach der Stärke der Federn aus der Ausgangslage gedrückt. Dadurch reduziert sich der Ventilquerschnitt, was eine Verschlechterung der Strömungseigenschaften bewirkt und gleichzeitig die Druckdifferenz weiter erhöht.
Der Ansprechdruck der Federn kann zwar vergrössert werden, doch bewirkt dies wiederum eine Verschlechterung der gewünschten Schliesseigenschaften, weil die nötige Kraft bis zum Erreichen der Schliessstellung wesentlich grösser wird.
Ausserdem ist der Dichtungsring bei Normalbetrieb starken Strömungskräften bzw. einer Verschmutzung ausgesetzt, wodurch seine Dichtungsfunktion beeinträchtigt werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Explosionsschutzventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine Vereinfachung der Bauweise erreicht und die Funktion des Ventils auch bei hohen Druckdifferenzen und bei schwierigen Fördermedien gewährleistet ist. Ausserdem soll eine Verbesserung der Dichtungsfunktion erreicht werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Explosionsschutzventil gelöst, welches die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.
Die Anwendung einer Strömungsblende schützt den Dichtungsring beim Schliessen des Ventils und auch in der Schliessstellung vor übermässigen Druckeinwirkungen bei der Explosion oder beispielsweise auch vor einer bei Explosion auftretenden Feuerfront. Eine derartige Strömungsblende bringt bei Explosionsschutzventilen unterschiedlicher Bauart erhebliche Vorteile. Die Strömungsblende kann beispielsweise als Blechkragen ausgebildet sein.
Bei einem Explosionsschutzventil, bei dem die Offenstellung durch Federkraft vordefiniert ist, können weitere Vorteile dadurch erreicht werden, dass an der Führungsstange (3) wenigstens ein die Federkraft erzeugendes Federelement (5) zwischen zwei Begrenzungselementen (6, 6') in vorgespannter Stellung gehalten ist und dass der Schliesskörper (4) über wenigstens ein Mitnehmerelement (7, 7') mit dem Federelement (5) in Wirkverbindung steht, wobei das Federelement (15) im Falle einer Verschiebung des Schliesskörpers (4) beim überschreiten der Vorspannkraft über das jeweilige Mitnehmerelement (7, 7') weiter zusammenpressbar ist.
Durch das Vorspannen des Federelements zwischen zwei Begrenzungselementen wird eine Vorspannkraft erzielt, die nicht wiederum von einem zweiten Federelement neutralisiert wird. Viel mehr muss der Schliesskörper zunächst diese Vorspannkraft überwinden, bevor überhaupt eine Verschiebung in Richtung gegen die Schliessstellung stattfindet. Das Zusammenpressen des vorgespannten Federelements erfolgt auf besonders einfache Weise über wenigstens ein Mitnehmerelement. Ersichtlicherweise ermöglicht diese Konstruktion eine Fixierung des Schliesskörpers in der Offenstellung unabhängig von vorbestimmten tolerierbaren Druckschwankungen, ohne dass dabei die Federcharakteristik insgesamt verändert werden muss. Der Schliessdruck, bei welchem der Schliesskörper in die Schliessstellung gefahren werden muss, wird dadurch nicht erhöht.
Bei doppelseitig wirkenden Schliesskörpern kann eine erhebliche Vereinfachung der Konstruktion erreicht werden, wenn auf der Führungsstange nur ein einziges Federelement angeordnet ist, das über je ein Mitnehmerelement in beiden Bewegungsrichtungen zusammenpressbar ist. Nach dem gleichen Prinzip können auf der Führungsstange aber auch zwei Federelemente angeordnet sein, von denen jedes in einer ihm zugeordneten Bewegungsrichtung über je ein Mitnehmerelement zusammenpressbar ist. Dabei sind ersichtlicherweise beide Federelemente unabhängig voneinander vorgespannt, wobei es denkbar wäre, dass die gewählte Vorspannung der beiden Federelemente unterschiedlich eingestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass in den beiden Strömungsrichtungen unterschiedliche Ansprechdrücke gewählt werden können.
In bestimmten Anwendungsfällen kann es erforderlich sein, dass ein an sich zweiseitig wirkendes Explosionsschutzventil vorübergehend oder dauernd nur in eine Richtung wirken soll. Dies wird dadurch erreicht, dass der Schliesskörper in eine der beiden Bewegungsrichtungen mit einem auf der Führungsstange lösbar angeordneten Anschlagelement arretierbar ist, das direkt oder indirekt mit einem der Mitnehmerelemente zusammenwirkt.
Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn jedes Mitnehmerelement an einem Gleitlager angreift, das verschiebbar auf der Führungsstange gelagert ist und das durch das Federelement in der Offenstellung gegen eines der Begrenzungselemente pressbar ist. Das Gleitlager ist somit in der Offenstellung an einem Begrenzungselement abgestützt, kann aber gleichzeitig von einem Mitnehmerelement vom Begrenzungselement weg gegen die Federkraft in Richtung Schliessstellung verschoben werden. Der Schliesskörper kann auf einem die Führungsstange umgebenden Trägerrohr angeordnet sein, das verschiebbar auf den Gleitlagern gelagert ist. Das Trägerrohr dient dabei auch dazu, das Federelement, das im Ringspalt zwischen der Aussenseite der Führungsstange und der Innenseite des Trägerrohrs angeordnet ist, vom Fördermedium abzuschirmen.
Die Mitnehmenerelemente bzw. die Begrenzungselemente sind auf besonders einfache Weise als Sicherungsringe ausgebildet, welche auf der Innenseite des Trägerrohrs bzw. auf der Aussenseite der Führungsstange angeordnet sind.
Ein Halten des Schliesskörpers in der Schliessstellung wird auf besonders einfache Weise dadurch erreicht, dass an wenigstens einem Ende des Trägerrohrs ein Fangring angeordnet ist, welcher beim Erreichen der Schliessstellung derart mit einer Verriegelungsvorrichtung zusammenwirkt, dass der Schliesskörper in der Schliessstellung arretiert ist. Bei einem zweiseitig wirkenden Ventil sind an beiden Enden des Trägerrohrs Fangringe bzw. Verriegelungsvorrichtungen angeordnet.
Die Fangringe können dabei als überwurfmuttern ausgebildet sein, welche auf die Enden des Trägerrohrs aufgeschraubt sind und welche gleichzeitig als Mitnehmerelemente dienen.
Jede Verriegelungsvorrichtung weist vorzugsweise zwei unter Federvorspannung stehende, am Umfangsbereich angeordnete Riegelstangen auf, deren der Führungsstange zugewandte Enden im Bewegungsbereich der Fangringe liegen. Auf diese Wiese ist gewährleistet, dass auch bei grossen Ventilnennweiten die Verriegelungskraft gleichmässig verteilt ist und dass keine Querkräfte auftreten können. Die von den Führungsstangen abgewandten Enden der Riegelstangen ragen vorzugsweise aus dem Gehäuse und sind in der Regel mit einem Griffstück versehen. Beim Erreichen der Schliessstellung hintergreifen die Riegelstangen die Fangringe, nachdem sie zunächst gegen die Federkraft nach aussen zurückgedrängt wurden. Eine Entriegelung ist von der Aussenseite her durch Zug an den Riegelstangen möglich.
Um die Kontaktfläche der Verriegelung zu vergrössern, können die der Führungsstange zugewandten Enden der Riegelstangen ein segmentartiges Fangstück aufweisen. Ausserdem ist es vorteilhaft, wenn die Riegelstangen und die Fangstücke in einem das Trägerrohr umgebenden Führungselement geführt sind. Damit werden übermässige Biegekräfte auf die Riegelstangen und auf die Fangstücke verhindert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend genauer beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Querschnitt durch ein Explosionsschutzventil mit dem Schliesskörper in der Offenstellung, Fig. 2 das Detail A gemäss Fig. 1, Fig. 3 das Explosionsschutzventil gemäss Fig. 1 mit dem Schliesskörper in Schliessstellung, Fig. 4 das Detail B gemäss Fig. 3, Fig. 5 ein Federkraft/Federweg-Diagramm eines erfindungsgemässen Explosionsschutzventils, Fig. 6 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Explosionsschutzventils, Fig. 7 ein Detail aus dem Explosionsschutzventil gemäss Fig. 6 mit einer Arretierung in eine Bewegungsrichtung, Fig. 8 ein Detail gemäss Fig. 6 mit der Darstellung einer verriegelten Stellung, Fig. 9 einen Querschnitt durch die Darstellung gemäss Fig. 8, Fig.
10 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei separaten Federelementen auf beiden Seiten des Schliesskörpers und Fig. 11 ein vergrössertes Detail aus Fig. 10.
Gemäss Fig. 1 besteht ein Explosionsschutzventil 1 im Wesentlichen aus einem Gehäuse 2, in welchem an einer Führungsstange 3 ein Schliesskörper 4 in Pfeilrichtung a verschiebbar gelagert ist. Das Gehäuse 2 besteht dabei aus zwei spiegelsymmetrischen Gehäusehälften, welche an einer Flanschverbindung 30 lösbar miteinander verbunden sind. Die Aussenseiten sind mit Anschlussflanschen 20 versehen, an denen das Explosionsschutzventil in eine Rohrleitung integriert werden kann.
Der Schliesskörper 4 ist als rotationssymmetrischer, im Querschnitt etwa elliptischer Hohlkörper ausgebildet. Er wird in der in Fig. 1 dargestellten Offenstellung vom Fördermedium umströmt und liegt in den beiden möglichen Schliessstellungen dichtend an den Dichtungsringen 18, 18' an.
Die Führungsstange 3 ist an beiden Enden in einem Haltestück 22 befestigt, das seinerseits mit Aufhängebolzen 21 am Gehäuse 2 fixiert ist. Der Schliesskörper 4 ist nicht direkt an der Führungsstange 3 gelagert, sondern mittelbar über ein Trägerrohr 10, das sich auf beiden Seiten über den Schliesskörper 4 hinaus erstreckt. An den Enden des Trägerrohrs sind Fangringe 11 angeordnet, welche in der Schliessstellung auf beiden Seiten mit einer Verriegelungsvorrichtung 12, 12' zusammenwirken. Der Schliesskörper wird auf diese Weise in der Schliessstellung festgehalten, bis die jeweilige Verriegelungsvorrichtung gelöst wird.
Einzelheiten der federnden Lagerung des Schliesskörpers 4 sind aus Fig. 2 ersichtlich. Auf der Führungsstange 3 ist ein Federelement 5 in der Form einer Schraubendruckfeder in vorgespannter Stellung gehalten. Zu diesem Zweck sind an der Führungsstange 3 Begrenzungselemente 6, 6' in der Form von Sicherungsringen befestigt. Die Feder 5 liegt über Gleitlager 9, 9' an den Begrenzungselementen 6, 6' an und sie sind ihrerseits verschiebbar auf der Führungsstange 3 gelagert.
Das Trägerrohr 10 mit dem Schliesskörper 4 ist verschiebbar auf den Aussenseiten der Gleitlager 9, 9' gelagert. Die Fixierung in der Offenstellung erfolgt über Mitnehmerelemente 7, 7' welche am Innenmantel des Trägerrohrs 10 befestigt sind. Die Distanz zwischen den beiden Mitnehmerelementen 7, 7' ist vorzugsweise gleich gross wie die Distanz zwischen den beiden Begrenzungselementen 6, 6', welche die Feder 5 in vorgespannter Stellung halten. Ersichtlicherweise kann so der Schliesskörper 4 nur gegen die Kraft der Feder 5 aus seiner neutralen Offenstellung verschoben werden, wobei zuerst die Vorspannkraft der gespannten Feder überwunden werden muss.
Fig. 3 zeigt das Explosionsschutzventil in der Schliessstellung beim Auftreten einer Druckwelle in Pfeilrichtung b. Der Schliesskörper 4 liegt dabei am Dichtungsring 18 und der Fangring 11 ist in der Verriegelungsvorrichtung 12 eingerastet.
Die Position der Schraubendruckfeder 5 in der Schliessstellung ist aus Fig. 4 ersichtlich. Das Mitnehmerelement 7' hat das Gleitlager 9' gegen den Druck der Feder vom Begrenzungselement 6' (Fig. 2) abgehoben und in der Abbildungsebene nach links verschoben. Um die gleiche Distanz hat sich das Mitnehmerelement 7 vom Gleitlager 9 entfernt, welches festgehalten durch das Begrenzungselement 6 seine Lage nicht verändert. Auf genau die gleiche Weise, aber in die Gegenrichtung könnte der Schliesskörper 4 in der Abbildungsebene nach rechts verschoben werden.
Abbildung 5 zeigt das Diagramm mit dem Federweg 24 und der Federkraft 23 in beiden Bewegungsrichtungen und ausgehend von der neutralen Offenstellung 26. Bevor überhaupt ein bestimmter Federweg zurückgelegt wird, muss die Vorspannkraft 25 überwunden werden. Bis zu dieser Kraft ist der Federweg Null. Anschliessend steigt die Federkraft linear mit dem Federweg an bis zum Erreichen der Schliessstellung.
In Fig. 6 ist ein etwas modifiziertes Ausführungsbeispiel eines Explosionsschutzventils dargestellt, dessen Funktionsprinzip aber gleich ist wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3. Die änderung betrifft einerseits die Lagerung der Führungsstange 3 und die Konstruktion der Verriegelungsvorrichtungen 12, 12'. Die Führungsstange 3 ist an beiden Enden ebenfalls in einem Hal testück 22 gehalten, das jedoch mit einem die Führungsstange umgebenden Führungselement 16 verbunden ist. Eine Verriegelungsvorrichtung 12 besteht aus zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Riegelstangen 13, deren innere Enden 14 in den Führungselementen 16 geführt sind. Die äusseren Enden 15 ragen aus dem Gehäuse 2 und weisen ein Griffstück 28 auf. Die Riegelstangen 13 sind mittels einer Feder 29 gegen die Führungsstange 3 hin vorgespannt.
Vorzugsweise ist jede Riegelstange 13 ausserdem von einem Schutzrohr 31 umgeben, das sich von der Innenwand des Gehäuses 2 bis zur Aussenwand eines Führungselements 16 erstreckt.
Eine weitere Modifikation betrifft die Mitnehmerelemente 7, 7', die im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 nicht als separate Sicherungsringe ausgebildet sind, sondern die in die Fangringe 11 integriert sind. Die Fangringe sind als überwurfmuttern ausgebildet, welche auf die Enden des Trägerrohrs 10 aufgeschraubt sind. Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, erstreckt sich die Schraubendruckfeder 5 fast über die gesamte Länge des Trägerrohrs 10. Zur Verbesserung der Führungseigenschaften sind die Gleitlager 9 ausserdem relativ breit ausgebildet.
Die Dichtungsringe 18, 18' sind in eine Gehäuseschulter 27 eingeleimt. Zum Schutz vor Verschmutzung und vor übermässigen Druckeinwirkungen in der Schliessstellung sind die Dichtungsringe 18, 18' mit kreisringförmigen Strömungsblenden 19 beispielsweise aus Stahlblech geschützt. Der Innendurchmesser einer derartigen Strömungsblende ist dabei geringfügig grösser als der Aussendurchmesser der Dichtfläche bzw. der Dichtlinie, auf welcher der Schliesskörper 4 in der Schliessstellung am Dichtungsring anliegt.
Fig. 7 zeigt eine Möglichkeit, wie der Schliesskörper 4 in Pfeilrichtung c gesperrt werden kann. Zu diesem Zweck wird auf der Führungsstange 3 ein Anschlagelement 8 montiert, das wie das Begrenzungselement 6 als Sicherungsring ausgebildet ist. Das Anschlagelement 8 bewirkt eine Blockierung des Gleitlagers 9, sodass dieses nicht über das Mitnehmerelement 7 in Pfeilrichtung c verschoben werden kann. Dagegen kann sich das Trägerrohr 10 auf dem Gleitlager 9 in die entgegengesetzte Richtung b verschieben, bis der Fangring 11 hinter den Riegelstangen 13 einrastet.
Fig. 8 zeigt die eingerastete Position eines Fangrings 11. Wie insbesondere aus Fig. 9 ersichtlich ist, weist die Riegelstange 13 an ihrem inneren Ende 14 ein segmentartiges Fangstück 17 auf, wodurch die Anlagefläche hinter dem Fangring 11 vergrössert wird.
Die Fig. 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem an Stelle einer einzigen zentralen Schraubendruckfeder zwei separate Schraubendruckfedern an beiden Enden der Führrungsstange 3 angeordnet sind. Jede Feder ist dabei zwischen dem Haltestück 22, das hier die Funktion des einen Begrenzungselements übernimmt, und einem als Sicherungsring ausgebildeten Begrenzungselement 6 auf der Führungsstange 3 gespannt. Die Feder 5 drückt dabei auf ein Gleitlager 9, welches am Begrenzungselement 6 anliegt. Das Mitnehmer-element 7 ist auf der Innenseite des Trägerrohrs 10 befestigt. Eine Verschiebung des Gleitlagers 9 gegen den Druck der vorgespannten Feder 5 in Pfeilrichtung b ist ersichtlicherweise möglich, wobei im Falle einer Verschiebung in die Gegenrichtung das Trägerrohr 10 auf dem stillstehenden Gleitlager 9 verschoben wird.
Das gegenüberliegende Federlager muss dabei ersichtlicherweise spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Bei der Verwendung von zwei separaten Federn wäre es mög lich, für jede Bewegungsrichtung unterschiedliche Federcharakteristiken bzw. unterschiedliche Vorspannkräfte zu wählen.
Selbstverständlich wären andere konstruktive Ausgestaltungen denkbar, ohne dass dabei der Erfindungsgedanke verlassen wird. So könnte beispielsweise die Aufhängung der Führungsstange 3 nur auf einer Seite des Schliesskörpers ausgebildet sein. An Stelle einer Schraubendruckfeder wären in bestimmten Anwendungsfällen auch alternative Federelemente denkbar, wie z.B. ein Tellerfederpaket.
The invention relates to an explosion protection valve according to the preamble of claim 1. Such valves serve to prevent the propagation of a pressure or suction wave in a pipeline. The valves are installed, for example, in potentially explosive systems in delivery lines, in particular also in pneumatic delivery lines. Explosion protection valves can also be used, for example, as pressure wave protection for the supply and exhaust air openings of shelters or military buildings.
In many cases, explosion protection valves work on both sides, i.e. they close off the pipeline, regardless of which side of the valve the pressure or suction wave occurs. At normal operating pressure, the closing body obviously has to be kept in a neutral open position in which the gas or liquid flow flows around it. In known valves, this is done by two springs, between which the closing body is clamped and which act against one another. Even at low flow velocities of the pumped medium, the closing body is pressed out of the starting position depending on the strength of the springs. This reduces the valve cross-section, which causes a deterioration in the flow properties and at the same time further increases the pressure difference.
The response pressure of the springs can be increased, but this in turn causes the desired closing properties to deteriorate, because the force required to reach the closing position is considerably greater.
In addition, the sealing ring is exposed to strong flow forces or contamination during normal operation, which can impair its sealing function.
It is therefore an object of the invention to provide an explosion protection valve of the type mentioned, which simplifies the construction and the function of the valve is guaranteed even at high pressure differences and with difficult media. In addition, an improvement in the sealing function should be achieved. This object is achieved according to the invention with an explosion protection valve, which has the features in claim 1.
The use of a flow orifice protects the sealing ring when the valve is closed and also in the closed position against excessive pressure in the event of an explosion or, for example, against a fire front which occurs in the event of an explosion. Such a flow orifice brings considerable advantages to explosion protection valves of different designs. The flow orifice can be designed, for example, as a sheet metal collar.
In the case of an explosion protection valve in which the open position is predefined by spring force, further advantages can be achieved in that at least one spring element (5) generating the spring force is held in the prestressed position on the guide rod (3) between two limiting elements (6, 6 ') and that the closing body (4) is in operative connection with the spring element (5) via at least one driver element (7, 7 '), the spring element (15) in the event of a displacement of the closing body (4) when the pretensioning force is exceeded via the respective driver element (7, 7 ') can be further compressed.
By pretensioning the spring element between two limiting elements, a pretensioning force is achieved, which in turn is not neutralized by a second spring element. Rather, the closing body must first overcome this pretensioning force before there is any shift in the direction towards the closing position. The prestressed spring element is pressed together in a particularly simple manner via at least one driver element. Obviously, this design enables the closing body to be fixed in the open position independently of predetermined tolerable pressure fluctuations, without the spring characteristic having to be changed overall. This does not increase the closing pressure at which the closing body has to be moved into the closing position.
In the case of closing bodies acting on both sides, the construction can be considerably simplified if only a single spring element is arranged on the guide rod and can be compressed in both directions of movement by means of a driver element. According to the same principle, however, two spring elements can also be arranged on the guide rod, each of which can be pressed together in a direction of movement assigned to it via a driver element. It is evident that both spring elements are preloaded independently of one another, it being conceivable that the selected preload of the two spring elements is set differently. This has the advantage that different response pressures can be selected in the two flow directions.
In certain applications, it may be necessary for a double-acting explosion protection valve to act temporarily or permanently in one direction only. This is achieved in that the closing body can be locked in one of the two directions of movement with a stop element which is detachably arranged on the guide rod and which interacts directly or indirectly with one of the driver elements.
A particularly simple construction results when each driver element engages a slide bearing which is slidably mounted on the guide rod and which can be pressed against one of the limiting elements by the spring element in the open position. The plain bearing is thus supported in the open position on a limiting element, but can at the same time be moved away from the limiting element against the spring force in the direction of the closed position by a driver element. The closing body can be arranged on a support tube surrounding the guide rod, which is slidably mounted on the slide bearings. The carrier tube also serves to shield the spring element, which is arranged in the annular gap between the outside of the guide rod and the inside of the carrier tube, from the pumped medium.
The driver elements or the limiting elements are designed in a particularly simple manner as locking rings which are arranged on the inside of the carrier tube or on the outside of the guide rod.
Holding the closing body in the closed position is achieved in a particularly simple manner by arranging a catch ring on at least one end of the support tube, which catch ring interacts with the locking device when the closed position is reached in such a way that the closing body is locked in the closed position. In the case of a double-acting valve, catch rings or locking devices are arranged at both ends of the carrier tube.
The catch rings can be designed as union nuts which are screwed onto the ends of the carrier tube and which also serve as driver elements.
Each locking device preferably has two spring bars, which are arranged under spring tension and are arranged on the circumferential region and whose ends facing the guide rod lie in the movement range of the catch rings. This ensures that the locking force is evenly distributed, even with large valve sizes, and that no transverse forces can occur. The ends of the locking bars facing away from the guide rods preferably protrude from the housing and are generally provided with a handle. When the locking position is reached, the locking bars engage behind the catch rings after they have first been pushed back against the spring force. Unlocking is possible from the outside by pulling on the locking bars.
In order to enlarge the contact area of the locking device, the ends of the locking bars facing the guide rod can have a segment-like catch piece. It is also advantageous if the locking bars and the catch pieces are guided in a guide element surrounding the carrier tube. This prevents excessive bending forces on the locking bars and on the catch pieces.
Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below. 1 shows a cross section through an explosion protection valve with the closing body in the open position, FIG. 2 shows detail A according to FIG. 1, FIG. 3 shows the explosion protection valve according to FIG. 1 with the closing body in the closed position, FIG. 4 shows detail B. 3, FIG. 5 shows a spring force / spring travel diagram of an explosion protection valve according to the invention, FIG. 6 shows an alternative exemplary embodiment of an explosion protection valve, FIG. 7 shows a detail from the explosion protection valve according to FIG. 6 with a lock in one direction of movement, FIG. 8 6 with the representation of a locked position, FIG. 9 a cross section through the representation according to FIG. 8, FIG.
10 a further exemplary embodiment with two separate spring elements on both sides of the closing body, and FIG. 11 an enlarged detail from FIG. 10.
1, an explosion protection valve 1 essentially consists of a housing 2, in which a closing body 4 is mounted on a guide rod 3 so as to be displaceable in the direction of arrow a. The housing 2 consists of two mirror-symmetrical housing halves which are detachably connected to one another at a flange connection 30. The outer sides are provided with connecting flanges 20, on which the explosion protection valve can be integrated into a pipeline.
The closing body 4 is designed as a rotationally symmetrical hollow body which is approximately elliptical in cross section. In the open position shown in FIG. 1, the pumping medium flows around it and in the two possible closed positions it lies sealingly against the sealing rings 18, 18 '.
The guide rod 3 is fastened at both ends in a holding piece 22, which in turn is fixed to the housing 2 with suspension bolts 21. The closing body 4 is not mounted directly on the guide rod 3, but indirectly via a carrier tube 10 which extends beyond the closing body 4 on both sides. Catching rings 11 are arranged at the ends of the carrier tube, which cooperate with a locking device 12, 12 'on both sides in the closed position. In this way, the closing body is held in the closed position until the respective locking device is released.
Details of the resilient mounting of the closing body 4 can be seen from FIG. 2. A spring element 5 in the form of a helical compression spring is held in the prestressed position on the guide rod 3. For this purpose, limiting elements 6, 6 'in the form of locking rings are fastened to the guide rod 3. The spring 5 is in contact with the limiting elements 6, 6 'via slide bearings 9, 9' and they are in turn slidably mounted on the guide rod 3.
The carrier tube 10 with the closing body 4 is slidably mounted on the outer sides of the slide bearings 9, 9 '. The fixing in the open position takes place via driver elements 7, 7 'which are fastened to the inner jacket of the support tube 10. The distance between the two driver elements 7, 7 'is preferably the same as the distance between the two limiting elements 6, 6', which hold the spring 5 in the pretensioned position. As can be seen, the closing body 4 can only be displaced from its neutral open position against the force of the spring 5, the preloading force of the tensioned spring first having to be overcome.
Fig. 3 shows the explosion protection valve in the closed position when a pressure wave occurs in the direction of arrow b. The closing body 4 lies on the sealing ring 18 and the catch ring 11 is locked in the locking device 12.
The position of the helical compression spring 5 in the closed position can be seen in FIG. 4. The driver element 7 'has lifted the slide bearing 9' against the pressure of the spring from the limiting element 6 '(FIG. 2) and moved it to the left in the plane of the illustration. The driver element 7 has moved away from the slide bearing 9 by the same distance, which, held by the limiting element 6, does not change its position. In exactly the same way, but in the opposite direction, the closing body 4 could be shifted to the right in the imaging plane.
Figure 5 shows the diagram with the spring travel 24 and the spring force 23 in both directions of movement and starting from the neutral open position 26. Before a certain travel is covered, the preload force 25 must be overcome. The spring travel is zero up to this force. The spring force then increases linearly with the spring travel until the closing position is reached.
FIG. 6 shows a somewhat modified exemplary embodiment of an explosion protection valve, but the principle of operation of which is the same as in the exemplary embodiment according to FIG. 3. The change affects on the one hand the mounting of the guide rod 3 and the construction of the locking devices 12, 12 '. The guide rod 3 is also held at both ends in a Hal test piece 22, which, however, is connected to a guide element 16 surrounding the guide rod. A locking device 12 consists of two diametrically opposed locking bars 13, the inner ends 14 of which are guided in the guide elements 16. The outer ends 15 protrude from the housing 2 and have a handle 28. The locking bars 13 are biased by a spring 29 against the guide rod 3.
Each locking bar 13 is preferably also surrounded by a protective tube 31, which extends from the inner wall of the housing 2 to the outer wall of a guide element 16.
Another modification relates to the driver elements 7, 7 ', which, in contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 3, are not designed as separate securing rings, but rather are integrated into the catching rings 11. The catch rings are designed as union nuts, which are screwed onto the ends of the carrier tube 10. As can be seen in particular from FIG. 6, the helical compression spring 5 extends almost over the entire length of the support tube 10. The slide bearings 9 are also designed to be relatively wide in order to improve the guiding properties.
The sealing rings 18, 18 'are glued into a housing shoulder 27. To protect against contamination and against excessive pressure in the closed position, the sealing rings 18, 18 'are protected with annular flow orifices 19, for example made of sheet steel. The inside diameter of such a flow orifice is slightly larger than the outside diameter of the sealing surface or the sealing line on which the closing body 4 rests on the sealing ring in the closed position.
Fig. 7 shows one way in which the closing body 4 can be locked in the direction of arrow c. For this purpose, a stop element 8 is mounted on the guide rod 3, which, like the limiting element 6, is designed as a locking ring. The stop element 8 causes the slide bearing 9 to be blocked, so that it cannot be moved in the direction of the arrow c via the driver element 7. In contrast, the carrier tube 10 can slide on the slide bearing 9 in the opposite direction b until the catch ring 11 engages behind the locking bars 13.
FIG. 8 shows the locked position of a catch ring 11. As can be seen in particular from FIG. 9, the locking rod 13 has a segment-like catch piece 17 at its inner end 14, as a result of which the contact surface behind the catch ring 11 is enlarged.
10 and 11 show a further exemplary embodiment in which, instead of a single central helical compression spring, two separate helical compression springs are arranged at both ends of the guide rod 3. Each spring is stretched between the holding piece 22, which here takes over the function of a limiting element, and a limiting element 6 designed as a securing ring on the guide rod 3. The spring 5 presses on a slide bearing 9 which rests on the limiting element 6. The driver element 7 is attached to the inside of the carrier tube 10. A displacement of the slide bearing 9 against the pressure of the prestressed spring 5 in the direction of arrow b is evidently possible, the carrier tube 10 being displaced on the stationary slide bearing 9 in the event of a displacement in the opposite direction.
The opposite spring bearing must obviously be mirror-symmetrical. When using two separate springs, it would be possible to choose different spring characteristics or different preload forces for each direction of movement.
Of course, other constructive configurations would be conceivable without leaving the inventive idea. For example, the suspension of the guide rod 3 could only be formed on one side of the closing body. Instead of a helical compression spring, alternative spring elements would also be conceivable in certain applications, e.g. a disc spring package.