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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitsabsperreinrichtung für Bereiche
von Fluidkreisläufen,
welche aus sicherheitstechnischen Erwägungen heraus voneinander im
Falle von Havarien oder Ähnlichem abzusperren
sind.
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Derartige
Sicherheitsabsperreinrichtungen werden vorgesehen, um beispielsweise
in Kältemittel-
oder Hydraulikkreisläufen
im Falle von Havarien einzelne Bereiche der Kreisläufe abzusperren,
um das vollständige
Austreten der in den Kreisläufen
vorhandenen Fluide zu verhindern.
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Dadurch
wird gewährleistet,
dass bei Havarien der Austritt von sicherheitstechnisch relevanten, kostenintensiven
und die Umwelt oder die Gesundheit gefährdenden Fluide begrenzt wird.
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Im
Stand der Technik ist das Bestreben zur Absperrung von verschiedenen
Kreislaufbereichen, beispielsweise bei Kältemittelkreisläufen, bekannt.
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Die
besondere Problematik besteht dabei darin, dass die Kältemittel
entweder Umwelt gefährdende
Stoffe sind oder aber dass es durch die Anreicherung der Kältemittel
in den zu klimatisierenden Räumen
zu einer Gesundheitsgefährdung
der dort befindlichen Personen kommt.
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Von
ganz besonderer Relevanz ist dieser Aspekt bei Kältemittelanlagen in Kraftfahrzeugen,
wo auf sehr engem Raumvolumen die Fahrzeuginsassen im Falle einer
Havarie mit dem Kältemittel
konfrontiert werden könnten.
Wird als Kältemittel
beispielsweise Kohlendioxid eingesetzt, so könnte bei einer Anreicherung
von Kohlendioxid infolge einer Havarie am Kältemittelkreislauf in der Fahrgastzelle eine
Erstickungsgefahr für
die Insassen auftreten.
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Nach
der
US 5,918,475 wird
im Falle von Havarien bei Kraftfahrzeugklimaanlagen beispielsweise vorgeschlagen,
den Luftauslass der Klimaanlage zur Fahrzeugkabine hin zu verschließen, um
das Eintreten von Kältemittel
in die Fahrgastzelle zu verhindern bzw. zu vermindern. Nach dieser
Strategie lässt
sich allerdings nicht der Verlust von Kältemittel aus dem System unterbinden,
sondern es wird nur die Wirkung des Eindringens von Kältemittel
in die Fahrgastzelle abgemindert.
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Nachteilig
ist dabei insbesondere, dass gerade bei Havarien nicht sichergestellt
werden kann, dass keine anderen Lecks oder Verbindungen zur Fahrgastzelle
hin entstehen und so auf diese Weise das Kältemittel in die Fahrgastzelle
gelangt.
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Der
Lösungsansatz,
dass im Falle von Havarien nur einzelne Teile bzw. Bereiche der
Kältemittelanlage
das Kältemittel
abgeben, besteht schon seit längerer
Zeit und wird im Stand der Technik beschrieben.
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Eine
Möglichkeit
besteht darin, dass ein extern angesteuertes Ventil mit einer Dichtfunktion
im stromlosen Zustand geschlossen ist und damit den Verdampferaustritt
absperrt. Eine weitere Möglichkeit besteht
im Vorsehen von Rückschlagventilen,
um das unbeabsichtigte Austreten durch ein Zurücklaufen von Kältemittel
in von der Havarie betroffene Bereiche zu vermeiden.
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Nach
der Lehre der
US 5,983,657 wird
für eine
Autoklimaanlage vorgeschlagen, dass eine Kombination von einem elektromagnetischen
Ventil und einem Rückschlagventil
verwendet wird, um ein Austreten von Kältemittel aus dem Verdampfer
zu verhindern, wenn der Verdichter nicht arbeitet. Als elektromagnetisches
Ventil wird dabei das Entspannungsventil benutzt.
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Nachteilig
an dem geschilderten Stand der Technik ist insbesondere bei der
Verwendung des Entspannungsventils als Absperrventil, dass durch die
erforderliche Dichtfunktion das Entspannungsventil in der eigentlichen
Funktion eingeschränkt
ist. Hinzu tritt, dass ein durch eine solche Zusatzfunktion erweitertes
Entspannungsorgan durch den komplexeren Aufbau kostenintensiver
ist.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Bereiche von Fluidkreilsäufen bzw.
Leitungsschleifen von Fluidkreisläufen ohne eine aufwendige Steuerung
abzusperren.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch eine Sicherheitsabsperreinrichtung
gelöst,
welche aus zwei Kammern mit Anschlüssen für die voneinander abzusperrenden
Bereiche aufgebaut ist. Die Kammern sind durch einen Kolben voneinander
getrennt und weisen jeweils zwei Anschlüsse auf, von denen einer durch
Schließelemente
mit Dichtkraftelementen verschlossen wird, sofern in den Kammern
der gleiche Druck herrscht. Weiterhin sind zwei Betätigungseinrichtungen
vorgesehen, die mit den Schließelementen
und dem Kolben derart in Wirkverbindung stehen, dass bei der Auslenkung
des Kolbens infolge Druckdifferenz zwischen den Anschlüssen das Schließelement
in der Kammer mit dem höheren Druck
den zugehörigen
Anschluss freigibt und Fluid aus einem Bereich mit höherem Druck
in den anderen Bereich mit niedrigerem Druck einströmen kann. Die
damit einhergehende Druckerhöhung
in dem Bereich mit niedrigerem Druck sorgt dafür, dass das korrespondierende
Schließelement
der Kammer mit dem niedrigerem Druck entgegen dem Druck des Dichtkraftelements
vom Fluid überwunden
wird und dass das Fluid somit in beiden Bereichen zirkulieren kann.
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Alternativ
wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Sicherheitsabsperreinrichtung
gelöst,
welche mindestens zwei Segmentierungsventile aufweist, welche mit
einer Niederdruck aufweisenden Steuerkammer verbunden sind. Die
Segmentierungsventile besitzen Stufenkolben, die, von einem Dichtkraftelement
gehalten, einen Dichtkegelanschluss verschließen. Weiterhin ist in dem Gehäuse des
Segmentierungsventils ein Ringkammeranschluss vorgesehen, über den
das Fluid von einem ersten Segmentierungsventil nach Überwindung
des Dichtkraftelementes aus einem abzusperrenden Bereich des Fluidkreislaufes
in einen weiteren abzusperrenden Bereich und schließlich in
das zweite Segmentierungsventil gelangt. Über den Dichtkegelanschluss
des zweiten Segmentierungsventils gelangt das Fluid zum Ringkammeranschluss
in den angrenzenden abzusperrenden Bereich des Fluidkreislaufes
zurück.
Erfindungsgemäß weist
die Steuerkammer den niedrigsten Systemdruck auf, wobei ein Fluidstrom
im Segmentierungsventil nur fließen kann, wenn eine Druckdifferenz
zwischen dem Druck am Ringkammeranschluss bzw. dem Dichtkegelanschluss
im Vergleich zum Druck in der Steuerkammer anliegt. Außerdem ist
ein Rückschlagventil
vorgesehen, welches bei einem zu hohen Druck in der Steuerkammer
einen Druckausgleich zwischen der Steuerkammer und dem Ringkammeranschluss
ermöglicht.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Stufenkolben
einen Eiastomerüberzug
mit einer Dichtlippe auf, wobei letztere als Rückschlagventil wirkt. Das Fluid
strömt
bei geschlossenem Stufenkolben von der Steuerkammer nach der Überwindung
der Dichtlippe zum Ringkammeranschluss. Der Stufenkolben ist bei
dieser vorteilhaften Ausgestaltung mit einem Ringspalt im Gehäuse gelagert,
um das Fluid aus dem Bereich der Steuerkammer über die Dichtlippe hinweg zum
Dichtkegelanschluss strömen
zu lassen. Die Dichtlippe erfüllt somit
die Funktion des Rückschlagventils.
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Bevorzugt
werden eine Anzahl N Segmentierungsventile für eine Sicherheitsabsperreinrichtung vorgesehen,
wobei genau N Bereiche damit vaneinander absperrbar ausgebildet
sind.
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Gemäß der Konzeption
der Erfindung handelt es sich dabei um eine passive Sicherheitsabsperreinrichtung,
welche bei Druckausgleich mindestens zwei Bereiche voneinander absperrt
bzw. einen Bereich vom Rest des Fluidkreislaufes abtrennt. Besonders
vorteilhaft ist, dass, damit ohne die Hinzunahme von Hilfsenergie,
ein weiteres Nachströmen bzw.
Ausströmen
von Fluid, im Falle einer Havarie, in bzw. aus einem Bereich des
Fluidkreislaufes verhindert wird.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme
auf die zugehörigen
Zeichnungen. Es zeigen:
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1:
Sicherheitsabsperreinrichtung, schematische Schnittdarstellung,
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2:
Kälteanlage
mit Sicherheitsabsperreinrichtung, Prinzipschaltbild,
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3:
kombinierte Wärmepumpe-/Kälteanlage
mit Sicherheitsabsperreinrichtung,
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4:
Segmentierungsventil mit integriertem Rückschlagventil,
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5:
Segmentierungsventil mit Elastomer-Dichtlippe als Rückschlagventil,
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6:
Ausschnitt Segmentierungsventil mit Dichtlippe und
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7:
Segmentierungsventilblock in einer Anwendung mit drei abzusperrenden
Bereichen.
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In 1 ist
eine Sicherheitsabsperreinrichtung 17 dargestellt, welche
zwei Kammern 19, 20 aufweist. An den Kammern sind
Anschlüsse 8, 9 und 6, 7 für die voneinander
abzusperrenden Bereiche 10, 21 angeordnet. Die
Kammern 19, 20 werden durch einen Kolben 1 voneinander
getrennt. Jeweils ein Anschluss 8, 9 in den Kammern 19, 20 wird
durch Schließelemente 3 mit
Dichtkraftelementen 18 verschlossen. Sofern in den Kammern 19, 20 der
gleiche Druck herrscht, verschließen die Schließelemente 3 durch
die Dichtkraftelemente 18 die Anschlüsse 8 und 9 dicht
ab. In dieser Stellung kann kein Fluid zwischen dem Bereich 10 und
dem Bereich 21 zirkulieren.
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Im
Falle einer Havarie im Bereich 10 würde lediglich das dort vorhandene
Fluid austreten können;
das Fluid, welches sich im Bereich 21 befindet, kann nicht über den
Bereich 10 nach außen
gelangen, da es durch die Schließelemente 3 an einem Eintritt
in den Bereich 10 gehindert ist.
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An
den Schließelementen
sind zwei Betätigungseinrichtungen 2 vorgesehen,
die mit den Schließelementen 3 und
dem Kolben 1 derart in Wirkverbindung stehen, dass bei
der Auslenkung des Kolbens 1 infolge einer Druckdifferenz
in den Kammern 19, 20 bzw. an den Anschlüssen 6, 7 das
Schließelement 3 in
der Kammer mit dem höheren
Druck den zugehörigen
Anschluss freigibt und das Fluid aus dem Bereich 21 in
den Bereich 10 einströmen
kann. Die mit dem Einströmen
des Fluids einhergehende Druckerhöhung führt dazu, dass das korrespondierende
Schließelement 3 entgegen
dem Dichtkraftelement 18 vom Fluid überwunden wird und in den Bereich 21 einströmen kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Dichtkraftelemente 18 als
Federn ausgebildet.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsabsperreinrichtung 17 wird
die Auslenkung des Kolbens 1 durch Begrenzungselemente 4 begrenzt.
Die Betätigungseinrichtungen 2 werden
dabei im inneren des Kolbens 1 durch eine Führung 22 mit
einem Anschlag 23 geführt
und durch den Anschlag 23 beim Verschieben des Kolbens 1 in
Richtung der Druckausbreitung mitgenommen, wodurch das Schließelement 3 den
entsprechenden Anschluss 8 oder 9 für das Fluid
freigibt.
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Bevorzugt
wird die Sicherheitsabsperreinrichtung 17 symmetrisch ausgebildet,
wobei der Kolben 1 bei Druckausgleich in den Kammern 19 und 20 in
einer Mittellage angeordnet ist.
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In 2 wird
ein erfindungsgemäßer Kältemittelkreislauf
schematisch dargestellt, in welchem eine Sicherheitsabsperreinrichtung 17 vorgesehen ist.
Dabei stellt den abzusperrenden Bereich 10 der Innenwärmeübertrager
einer Kälteanlage
bzw. der Verdampfer dar.
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Die
Funktionsweise des Kältemittelkreislaufes
kann folgendermaßen
beschrieben werden:
Der Verdichter 11 komprimiert
Kältemitteldampf,
welcher bei hohem Druck im Gaskühler/Kondensator
gekühlt
bzw. verflüssigt
wird. Das Kältemittel
gelangt mit hohem Druck über
den Anschlussstutzen 7 in die Kammer 20 der Sicherheitsabsperreinrichtung 17. Aufgrund
des hohen Drucks wird der Kolben 1 nach links verschoben
und die Betätigungseinrichtung 2 wird
durch den Anschlag 23 mitgenommen. Das Schließelement 3 gibt
den Anschlussstutzen 8 frei, das Kältemittel kann zum Entspannungsorgan 12 und
anschließend
zum Verdamper 10 gelangen. Mit Niederdruck liegt das Kältemittel
somit am Anschlussstutzen 9 der Sicherheitsabsperreinrichtung 17 an. Über einen
Druckaufbau durch das anstehende Kältemittel wird das Schließelement 3 entgegen der
Kraft des Dichtkraftelementes 18 verschoben, wodurch das
Kältemittel
in die Kammer 19 und zum Anschlussstutzen 6 und
dann zum Kältemittlesammler
und schließlich
zum Verdichter 11 gelangt.
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Ein
besonderer Vorteil der Verwendung der erfindungsgemäßen Sicherheitsabsperreinrichtung 17 besteht
darin, dass diese durch ihre symmetrische Ausbildung nicht nur für die Kälteanlagenausführung eines
Kältemittelkreislaufes
geeignet ist, sondern auch für
den kombinierten Kälteanlagen-/Wärmepumpenbetrieb,
wie in 3 dargestellt, geeignet ist.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass die Lage des Kolbens 1, je nach Druckbeaufschlagung
der Kammern 19, 20 durch das Fluid an den Anschlüssen 6 oder 7 in
die entsprechende Lage verbracht wird, wodurch sich die Anlage durch
das Umstellen des Arbeitsmodus selbsttätig und passiv ohne Eingriff
an der Sicherheitsabsperreinrichtung 17 an den Arbeitsmodus
anpasst.
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In 3 ist
eine kombinierte Kälteanlage-/Wärmepumpe
im Prinzipschaltbild dargestellt. Es ist hervorzuheben, dass aufgrund
der Symmetrie die Sicherheitsabsperreinrichtung 17 für Bereiche
bzw. Leitungsschleifen mit wechselnder Durchflussrichtung des Fluids
benutzt werden kann. Im Wärmepumpenmodus
würde das
Kältemittel
im Unterschied zur beschriebenen Wirkungsweise nach 2 vom Anschlussstutzen 6 über die
Kammer 19 zum Anschlussstutzen 9 und somit in
entgegengesetzter Strömungsrichtung
durch den nun als Kondensator/Gaskühler fungierenden Wärmeübertrager 10 zum
Entspannungsorgan 12 strömen. Über einen als Verdampfer wirkenden
Kältemittel-Kühlmittelwärmeübertrager 16 wird
dann das Kältemittel
zum Kältemittelsammler 15 zum
Verdichter 11 geführt.
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4 zeigt
ein erfindungsgemäßes Segmentierungsventil 32 mit
integriertem Rückschlagventil 33.
Dabei sind in das Gehäuse 24 eine
Steuerkammer 25, ein Ringkammeranschluss 26 und
ein Dichtkegelanschtuss 27 eingearbeitet. Der Fluideingang
kann dabei sowohl über
den Ringkammeranschluss 26 oder über den Dichtkegelanschtuss 27 erfolgen.
Ein Stufenkolben 28 wird von einem Dichtkraftelement 18 derart
gehalten, dass er den Dichtkegelanschtuss 27 verschließt. In dieser
Stellung des Stufenkolbens 28 sind alle drei Anschlüsse 26, 27 und 25 voneinander
abgesperrt.
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Wenn
in einem abzusperrenden Bereich 21 eines Fluidkreislaufes,
beispielsweise am Ringkammeranschluss 26 oder dem Dichtkegelanschluss 27, ein
Fluid unter Hochdruck ansteht, so wird der Stufenkolben 28 entgegen
der Kraft des Dichtkraftelementes 18 verschoben und Fluid
strömt über den sich
im Gehäuse 24 befindlichen
Zylinderring, welcher im unteren Bereich zu einem Ringkanal 35 ausgebildet
ist, von einem zum anderen Anschluss 26 bzw. 27.
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Für den Fall,
dass am Ringkammeranschluss 26 ein Fluid unter Hochdruck
vom Bereich 10 eines Fluidkreislaufes ansteht, strömt dieses
nach Freigabe des Strömungspfades
durch den Stufenkolben 28, wie vorangehend beschrieben, über den Ringkanal 35 zum
Dichtkegelanschluss 27 und gelangt somit vom Bereich 10 zum
abzusperrenden Bereich 21. In der Darstellung gemäß 4 ist
ein Rückschlagventil 33 zwischen
der Steuerkammer 25 und dem Ringkammeranschluss 26 angeordnet.
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Sofern
in der Steuerkammer 25 ein höherer Druck im Vergleich zum
Bereich 10 des Fluidkreislaufes ansteht, so wird dieser
Druck über
das Rückschlagventil 33 zum
Ringkammeranschluss 26 hin abgebaut.
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Das
Segmentierungsventil 32 mit mechanischem Rückschlagventil 33 lässt bestimmungsgemäß nur dann
einen Fluidstrom zu und ist in diesem Sinne geöffnet, wenn entweder ein Fluidstrom
mit hohem Druck gegenüber
dem Druck in der Steuerkammer 25 den Stufenkolben 28 entgegen
der Kraft des Dichtkraftelementes 18 öffnet, oder wenn in der Steuerkammer 25 ein
Druck anliegt, der erheblich über dem
niedrigsten Systemdruck liegt und sich dieser höhere Fluiddruck über das
Rückschlagventil 33 zum Ringkammeranschluss 26 hin
abbaut.
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In 5 ist
ein Segmentierungsventil mit Elastomerdichtlippe 30 als
Rückschlagventil 33 als bevorzugte
Ausgestaltung der Erfindung abgebildet. In analoger Weise zur Darstellung
in 4 sind die Steuerkammer 25, der Ringkammeranschluss 26 und
der Dichtkegelanschluss 27 im Gehäuse 24 angeordnet.
Gemäß der dargestellten
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Stufenkolben 28 mit
einem Elastomerüberzug 29 versehen.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Elastomerüberzug 29 an den Dichtflanken 34 des
Gehäuses
im Zustand geringer Druckdifferenzen den Bereich vom Ringkammeranschluss 26 gegenüber dem
Bereich vom Dichtkegelanschluss 27 abdichtet.
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Der
Elastomerüberzug 29 ist
nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an
seinen Enden zu einer Dichtlippe 30 ausgebildet. Die Dichtlippe 30 liegt
mit ihrem begrenzenden Ende derart am Gehäuse 24 an, dass bei
Hochdruckbeaufschlagung über
den Ringkammeranschluss 26 oder den Dichtkegelanschluss 27 die
Dichtlippe 30 gegen das Gehäuse 24 gedrückt wird
und den Ringkanal 35 gegenüber dem Ringspalt 36 und
der Steuerkammer 25 abdichtet, wodurch das unter Hochdruck
stehende Fluid vom Ringkammeranschluss 26 zum Dichtkegelanschluss 27 gelangen
kann, nachdem auf Grund der Druckdifferenz zum Druck in der Steuerkammer 25 eine
Verschiebung des Stufenkolbens 28 in Richtung der Steuerkammer 25 erfolgte.
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Die
Steuerkammer 25 ist erfindungsgemäß immer mit dem im System niedrigsten
vorherrschenden Druck verbunden. Die Dichtlippe 30 fungiert
nach dieser bevorzugten Ausgestaltung zusätzlich als Rückschlagventil,
um im Falle eines höheren
Druckes in der Steuerkammer 25 gegenüber dem Ringkanal 35 einen
Druckausgleich herzustellen, so dass in der Steuerkammer 25 danach
ebenfalls der niedrigere Druck aus dem Ringkanal 35 ansteht.
Eine Fluidströmung
vom Ringkanal 35 in die Steuerkammer 25 erfolgt
ohne nennenswerten Massenstrom nur über den Druckausgleich innerhalb
des Fluidkreislaufes über
eine gewollte und zugelassene Leckage an der Dichtlippe 30,
vorbei durch den Ringspalt 36 in die Steuerkammer 25.
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Die
Steuerkammer 25 weist nach dieser bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung zum Einsatz in einem Kältemittelkreislauf nur ein
minimales Volumen auf und ist als Totraum ohne Massenstromfunktion
ausgearbeitet und nicht am Kältemitteltransport beteiligt.
Die Steuerkammer 25 dient hierbei vorrangig als Referenz
für den
Niederdruck für
die Realisierung der Segmentierungsfunktion des erfindungsgernäßen Segmentierungsventils 32.
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Besonders
vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist, dass mit der Ausführung eines
Elastomerüberzugs 29 und
der Ausbildung einer Dichtlippe 30 zwei Funktionen fertigungsökonomisch
in einem Segmentierungsventil 32 implementierbar sind.
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Zum
Ersten dichtet der Elastomerüberzug 29 über dem
Stufenkolben 28 an den Dichtflanken 34 die abzusperrenden
Bereiche voneinander ohne aufwendige Bearbeitung der Innenflächen des
Gehäuses 24 bzw.
der Außenfläche des
Stufenkolbens 28 ab, und zum Zweiten erfüllt die
Ausgestaltung des Elastomerüberzugs 29 an
den Enden als Dichtlippe 30 die Funktion eines Rückschlagventils 33.
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Als
Dichtkraftelement 18 wirkt eine Feder, über deren Dimensionierung die
Schaltzustände
und erforderlichen Druckdifferenzen für das Segmentierungsventil 32 steuerbar
sind.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung der Erfindung wird die Konzeption verwirklicht, auch
mehrere Leitungen bzw. Leitungsschleifen im Havariefall abzusperren.
Dies gelingt dadurch, dass mittels des Segmentierungsventils 32 drei
Drücke
verglichen werden, die Drücke
am Ringkammeranschluss 26, am Dichtkegelanschluss 27 und
an der Steuerkammer 25. Durch die Verbindung mehrerer Segmentierungsventile 32 zur
Sicherheitsabsperreinrichtung 31 über die Steuerkammer 25 lassen
sich eine der Anzahl N der Segmentierungsventile 32 entsprechende
Anzahl N voneinander abzusperrender Bereiche ausbilden.
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Da
im Havariefall die Druckdifferenzen in Fluidsystemen sich schnell
ausgleichen, sind durch die Dichtkraftelemente 18 und deren
Wirkung auf den Stufenkolben 28 die voneinander abzusperrenden Bereiche
sicher getrennt und ein Austreten von Fluid aus den Bereichen des
Fluidkreisiaufes, die nicht direkt von der Havarie betroffen sind,
wird wirkungsvoll vermieden.
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In 6 ist
eine Vergrößerung der
bevorzugten Ausgestaltung des Steuerkolbens mit Elastomerüberzug 29 und
Dichtlippe 30 dargestellt. Der Stufenkolben 28 ist
in seinem oberen Teil umgeben von einem Elastomerüberzug 29,
an dessen Ende eine Dichtlippe 30 ausgebildet bzw. ausgeformt
ist. Die Dichtlippe 30 verschließt den Ringspalt 36 derart, dass
ein unter Hochdruck stehendes Fluid über den Ringkammeranschluss 26 in
den Ringkanal 35 einströmen
und zum Dichtkegelanschluss 27 abströmen kann. Die Dichtlippe 30 verhindert
das Strömen
des Fluids zur Steuerkammer 25. Besonders vorteilhaft wird
damit erreicht, dass das Gehäuse 24 mit
dem darin ausgebildeten Zylinder aufgrund der Dichtfunktion des
Elastomers keiner fertigungs- und kostenaufwändigen Oberflächenbehandlung
bedarf.
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In 7 ist
eine erfindungsgemäße Ausgestaltung
einer Sicherheitsabsperreinrichtung 31 aus drei Segmentierungsventilen 32 dargestellt,
wie sie beispielsweise in einem Kältemittelkreislauf einer kombinierten
Kälteanlage-Wärmepumpe eines Kraftfahrzeuges
angewendet wird, wobei im dargestellten Fall neben dem Verdampfer 10 ein
zusätzlicher
Innenwärmeübertrager 38 vorgesehen
ist.
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Die
Steuerkammer 25 verbindet alle drei Segmentierungsventile 32a, 32b und 32c miteinander.
Am Ringkammeranschluss 26 des Segmentierungsventils 32a steht
Fluid im Würmepumpenmodus
im Bereich 21 unter hohem Druck an, welches über den
Dichtkegelanschluss 27 in den bei Havarie abzusperrenden
Bereich 10 mit den Verdampfern gelangt. Im Kälteanlagenmodus
gelangt das Kältemittel zum
Dichtkegelanschluss 27 des Segmentierungsventils 32b und
schließlich über den
Kältemittelsammler 15 zum
Verdichter 11.
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Im
Wärmepumpenbetrieb
fließt
der Kältemittelstrom über den
Ringkammeranschluss 26 des Segmentierungsventils 32c zum
Dichtkegelanschluss 27 und über das Entspannungsorgan 12 und den
zusätzlichen
Innenwärmeübertrager 38 zum Dichtkegelanschluss 27 des
Segmentierungsventils 32a.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung lässt sich die Sicherheitsabsperreinrichtung vorteilhaft
auch für
Hydrauliksysteme einsetzen.
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- 1
- Kolben
- 2
- Betätigungseinrichtungen
- 3
- Schließelemente
- 4
- Begrenzungselement
- 5
- Dichtelemente
- 6
- Anschlussstutzen
- 7
- Anschlussstutzen
- 8
- Anschlussstutzen
- 9
- Anschlussstutzen
- 10
- Verdampfer,
Bereich
- 11
- Verdichter
- 12
- Entspannungsorgan
- 13
- Mehrwegeventil
- 14
- Mehrwegeventil
- 15
- Kältemittelsammler
- 16
- Kältemittel-Kühlmittelwärmeübertrager
- 17
- Sicherheitsabsperreinrichtung
- 18
- Dichtkraftelemente
- 19
- Kammer
- 20
- Kammer
- 21
- Bereich
- 22
- Führung
- 23
- Anschlag
- 24
- Gehäuse
- 25
- Steuerkammer
auf Niederdruckniveau
- 26
- Ringkammeranschluss
- 27
- Dichtkegelanschluss
- 28
- Stufenkolben
- 29
- Elastomerüberzug
- 30
- Dichtlippe
- 31
- Sicherheitsabsperreinrichtung
- 32
- Segmentierungsventil
a, b oder c
- 33
- Rückschlagventil
- 34
- Dichtflanken
- 35
- Ringkanal
- 36
- Ringspalt
- 37
- Gaskühler/Kondensator
- 38
- zusätzlicher
Innenwärmeübertrager