DE2303431C2 - Schnellschlußventil für Be- und Entlüftungsleitungen in Schutzraumbauten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnellverschlußventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

An Schaellschlußventile dtv eingangs genannten Art wird die Forderung geiiellt, daß bei Detonationen und Explosionen, deren Druckwei'jn in die Leitungen eintreten, ein Schließen des Ventils gewährleistet ist, bevor energiereiche Druckspitzen in die nachgeschalteten Systeme, insbesondere Filteranlagen und dergleichen, gelangen können.

Bei einem bekannten Schnellschlußventil der gattungsgemäßen Art ist das Ventilgehäuse als Schweißkonstruktion aus dickwandigen Blechen hergestellt. Der Ventilverschlußkörper ist als konusförmiger Ventilteiler ausgebildet und mit der Konusspitze in Schließrichtung auf der Achse angeordnet. Schnellschlußventile dieser Art werden üblicherweise in Betonwände eingegossen DE-Z. »Zivilschutz«, Heft 2,1961, Seiten 58-62; DE-PS 11 53 259). Sie sind aufwendig in der Herstellung und weisen aufgrund der Formgebung des Ventilverschlußkörpers, für den zusätzlich noch eine vollflächige gitterförmige Auflage vorgesehen ist, einen relativ hohen Strömungswiderstand auf.

Es isi weiter ein Schnellschlußventil für Be- und Entlüftungsleitungen in Schutzraumbauten bekannt (CH-PS 4 38 040), das ein rohrförmiges Gehäuse aufweist, das in einer Wand axial und radial unbeweglich angeordnet wird. In dem rohrförmigen Gehäuse ist hierbei eine Buchse über ein radiales Stützkreuz angeordnet, in der eine Achse axial verschiebbar gelagert ist, auf der an ihren Enden jeweils ein Ventilverschlußkörper befestigt ist, der aus zwei gegeneinanderstoßenden rotationssymmetrischen

Schalen gebildet ist. Die beiden Ventilverschlußkörper wirken" dabei jeweils mit einem Dichtungseinsatz in einem Flansch zusammen, der an dem betreffenden Ende des rohrförmigen Gehäuses angeschraubt ist, an den Anschlußleitungen anflanschbar sind. Bei diesem Schnellschlußventil dient der in Durchströmrichtung hinten liegende Ventilverschlußkörper dazu, die Schließbewegung des in Durchströmrichtung vorn liegenden Ventilverschlußkörpers einzuleiten, so daß dieser seine Schließstellung erreicht hat, bevor eine Druckwelle den zu verschließenden Querschnitt erreicht hat Auch ein solches Ventil isr trotz der strömungsgünstig ausgebildeten Ventilverschlußkörper ungünstig aufgrund der Querschnittserweiterung des Strömungskanals im Bereich wischen Jen beiden Ventilverschlußkörpern. Daneben bandelt es sich um eine relativ aufwendige Konstruktion.

Der Strömungswiderstand eines Ventils ist relativ unbedeutend, solange die betreffenden Schutzbauten mit einer eigenen Srromversorgung, beispielsweise in Form von Notstromaggregaten ausgerüstet sind. Bei kleinen Schutzraumbauten steht eine Notstromversorgung im allgemeinen nicht zur Verfügung. Bei Stromausfall muß hier die Belüftung von Hand durchgeführt werden. Hierbei ist ein niedriger Strömungswiderstand von großer Bedeutung. Da die Zahl kleiner Schutzraumbauten, wie sie für den Zivilschutz typisch sind, groß sind und andererseits hierfür die tnvestitionsmittel beschränkt sind, kommt es gleichzeitig darauf an, Schnellschlußventile für derartige Schutzbauten darüber hinaus kostengünstig bereitstellen zu können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Schnellschlußventil der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß der Strömungswiderstand des Ventils minimiert wird und gleichzeitig das Ventil bei einer ausreichenden mechanischen Sicherheit in einer eine kostengünstige Serienfertigung ermöglichenden Leichtbauweise herzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß das Ventilgehäuse im Bereich des Ventilschlußkörpers aus zwei identischen Blechschalen besteht, die am inneren Umfang axial Rohrstutzen aufweisen, daß der Ventilversfhlußkörper in an sich bekannter Weise aus zwei gegeneinander stoßenden rotationssymmetrischen Schalen gebildet ist, daß im Bereich des Ventilverschlußkörpers in dessen Ruhestellung ein im wesentlichen gleicher Durchschnittsquerschnitt vorgesehen ist, und daß die Achse in den Buchsen befestigt ist, so daß die auf das Gehäuse einwirkenden Zugkräfte über die Achse übertragbar sind.

Sicherheitsventile der gattungsgemäßen Art lassen sich beispielsweise aus dünnen Blechen tiefziehen. Die notwendige mechanische Festigkeit wird dabei dadurch erzielt, daß die Achse, auf der der Ventilverschlußkörper verschiebbar gelagert ist, durch ihre Befestigung an den Buchsen die Steifigkeit des Gehäuse sicherstellt, wobei sie gleichzeitig die Aufgabe eines Zugankers hat, über den die Druckkräfte auf den stromab liegenden Gehäuseteil auf den stromauf liegenden Rohrabschnitt übertragen werden, der normalerweise an eine in axialer Richtung, beispielsweise in einer Wand, starr befestigte Rohrleitung angeschlossen wird. Das Ventil zeichnet sich darüber hinaus durch sein geringes .Gewicht aus, durch das die Montage erleichtert wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung als Längsschnitt einer Ausführungsform veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Ventilgehäuse aus zwei Gehäuseabschnitten 2 und 4, die im Bereich des Ventilverschlußkörpers 6 mit einem vergrößerten Durchmesser ausgebildet sind und im

Bereich des größten Gehäusedurchmessers miteinander verbunden sind.

Die beiden Gehäuseteile 2 und 4 weisen im Bereich der Gehäuseerweiterung jeweils eine rotationssymmetrische Schale 8 und 10 auf, die an ihrem inneren Durchmesser einen nach außen gerichteten Rohrstutzen 12,14 aufweisen, während am äußeren Durchmesser ein sich radial nach außen erstreckender Flansch 16, 18 vorgesehen ist, der durch einen Außenbördel versteift ist Die beiden Schalen 8 und 10 sind vorzugsweise identisch ausgebildet An die Rohrstutzen 12 und 14 sind jeweils Rohrabschnitte 20,22 angeschweißt, die an ihren Enden mit Flanschen 24 verbunden sind. Innerhalb der Rohrabschnitte 20 und 22 sind jeweils Stützkreuze 28, 30 eingeschweißt, die axiai in dem Gehäuse eine Befestigungsbuchse 32 bzw. 34 tragen. Zwischen den Befestigungsbuchsen 32 und 34 ist koaxial in dem Ventilgehäuse eine Achse 36 eingespannt auf der der Ventiiverschlußkörper 6 axial verschiebbar gelagert ist Druckstö3e sind in der Zeichnung durch den rechten Anschluß zu erwarten. Nach dieser Seite hin stützt sich der Ventilverschlußkörper gegen eine Schulter 38 auf der Achse 36 ab. Auf der gegenüberliegendeir Seite erfolgt die Abstützung des Ventilverschlußkörpers über eine Druckfeder 40, die zwischen dem Ventilverschlußkörper und einer Mutter 42 auf der Achse 36 angeordnet ist

Der Ventilverschlußkörper 6 besteht aus zwei dünnwandigen rotationssymmetrischen Schalen 44 und 46, die in ihrer Achse mit einer durch einen Bördel verstärkten öffnung 48 und 50 versehen sind. Mit diesen Öffnungen 48 und 50 sind die beiden Schalen 44 und 46 auf eine auf der Achse 36 geführten Gleitbuchse 52 angeordnet. Diese Gleitbuchse weist einen Anschlag 54 auf und kann in ihrem übrigen Bereich mit einem Feingewinde versehen sein, auf das die beiden Schalen 44 und 46 mit einem entsprechenden Gewinde in den öffnungen 48 und 50 aufgeschraubt sind.

Die beiden Schalen 44 und 46 sind vorzugsweise in ihrer Grundform identisch ausgebildet. Im Bereich ihres äußeren Umfanges weisen die Schalen dabei jeweils einen gekrümmten Abschnitt 56 auf, der vorzugsweise als Kreisbogen ausgebildet ist. Die Tangente an die Krümmung im Bereich der Schalenkante liegt dabei etwa parallel zur Rotationsachse der Schale. Radial einwärts von dem gekrümmten Abschnitt 46 ist ein Abschnitt in Form eines sehr flachen Konus vorgesehen, der in einen quer zur Rotationsachse liegenden ebenen Abschnitt 58 übergeht. Im zusammengebauten Zustand stoßen dJe beiden Schalen mit ihren Rändern stumpf >o gegeneinander. Die Vorspannung in der Berührungsstelle wird durch entsprechend weites Aufschrauben der Schale 46 auf die Gleitbuchse 52 erreicht. Durch das Gewinde wird dabei gleichzeitig im Bereich der Öffnungen 48 und 50 ein fesler Abstand eingehalten. Die a Schalen bilden somit zusammen mit der Gleitbuchse 52 einen voluminösen Hohlkörper mit stark gerundeten Kanten.

Die beiden Gehäuseteile 8 und 10 und die Schalen 44 und 46 sind in ihrer Form so aufeinander abgestimmt, so daß der Durchgang zwischen dem Ventilverschlußkörper in seiner Ruhestellung und dem Gehäuse an jeder Stelle im wesentlichen den gleichen Durchtrittsquerschnitt hat. Auf diese Weise kann die Luft mit konstanter Geschwindigkeit durch den zwischen Ge-ei, häuse und Ventilverschlußkörper gebildeten Ringspalt 60 hindurchströmen, woüurch in Verbindung mit den gekrümmten Flächen ein sehr niedriger Strömungswiderstand sichergestellt ist

' Die Schale 46 ist auf einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Rohrstutzens 12 mit einer Ringnut 62 versehen, in der eine Rundschnurweichdichtung 64 angeordnet ist, die beim Ansprechen des Ventiles mit der Innenseite des schalenförmigen Gehäuseabschnittes 8 zusammenwirkt

Die beiden Schalen 46 und 56 sind ebenso wie die beiden Gehäuseschalen 8 und 10 vorzugsweise als Blechtiefziehteile ausgebildet wodurch sich für den Ventilverschlußkörper 6 eine extrem geringe zu beschleunigende Masse erreichen läßt Damit sind extrem hohe Beschleunigungen möglich, die ein sehr schnelles Schließen des Ventils gewährleisten und somit das Durchdringen energiereicher Druckspitzen mit hohem Reflexionsdruck verhindern.

Um bei den auftretenden Druckstößen ein Verformen des Ventilverschlußkörpers zu verhindern, ist die dem Druckstoß zugewandte Schale 44 mit Durchbrüchen 66 versehen, durch die bei einem Drucksic-J ein Druckausgleich möglich ist, so daß der auf die Schaben wirkende Außendruck durch einen entsprechenden Innendruck kompensiert werden kann. Zusätzlich können die Schalen auf ihrer Innenseite noch durch radiale Rippen 68 und /Ο versteift werden. Auch im Bereich der Durchbrüche 66 läßt sich eine Versteifung erzielen, und zwar durch in das Innere des Ventil-Verschlußkörpers gerichtete Bördelränder.

Durch die geringe Masse des Verschluükörpers 6 und die damit verbundenen niedrigen Beschleunigungskräfte, die zu seiner Bewegung notwendig sind, brauchen beim Auftreffen der Dichtung 64 auf die Gehäusewand auch nur geringe Reaktionskräfte aufgenommen werden, so daß auch bei relativ dünner Gehäusewandung Beschädigungen der Gehäusewandung nicht zu befürchten sind.

Die Schalen 8 und 6, aus denen das Gehäuse im Bereich des Ventilverschlußkörpers besteilt haben einen relativ geringen Verformungswiderstand. Die Steifigkeit des Gehäuses wird durch die Achse 36 sichergestellt die gleichzeitig die Aufgabe eines Zugankers hat, über die die beim Schließen in dem Gehäuseteil 2 auftretenden Reaktionskräfte unmittelbar in den Gehäuseteil 4 übertragen werden.

Wenn das Ventil bei einem Druckstoß geschlossen hat wird es durch die Kraft der Feder 40 wieder geöffnet, sobald sich der Druck hinreichend abgebaut hat.

Das erfindungsgemäße Ventil läßt sich auch als kombiniertes Drucksogventil ausbilden. In diesem Fall wäre auch die Schale 44 des Ventilverschlußkörpers mit einer Ringnut und einer darin untergebrachten Ringsehnurc'ichtung zu versehen, die dann mit der entsprechenden Fläche der Schale 10 zusammenwirken würde. In diesem Fall müßte auch rechts des Ventil«:rschlußkörpers eine entsprechende Druckfeder vorgesehen sein. Der Ventilverschlußkörper würde dann also zwischen zwei Druckfedern in seiner Mittenstellung gehalten.

Die Feder 40 unds soweit bei einem kombinierten Druck-Sog-Ventil vorgesehen, die entsprechende Gegenfeder, sind so auszulegen, daß der Verwilverschlußkörper auch bei maximalem Luftdurchsatz im normalen Lüfterbetrieb in seiner Mittelstellung verbleibt. Da bei strömungsgünstiger Ausbildung des Ventildurchgangs und bei Ausbildung des Ventildurchgangs als Strömungskanal mit konstantem Querschnitt nur ein geringer Strömungswiderstand mit einem Druckabfali

von weniger DECA-PASCAL auftritt, können die Druckfedern sehr weich ausgebildet sein, so daß bei einem Ansprechen des Ventils keine wesentlichen Federkräfte zu überwinden sind. Dies wirkt sich wiederum positiv auf die Schließgeschwindigkeit aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schnellverschlußventil für Be- und Entlüftungsleitungen in Schutzraumbauten mit einer über radiale Stützkreuze getragene Buchsen angeordneten axial fest stehenden Achse, auf der ein dünnwandiger Ventilverschlußkörper, in Schließrichtung gegen eine Federkraft verschiebbar gelagert, ist, und das Ventilgehäuse aus zwei gegeneinanderstoßenden te rotationssymmetrischen Schalen gebildet ist, an die sich Rohrabschnitte anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse im Bereich des Ventilverschlußkörpers (6) aus zwei identischen Blechschalen (8, 10) besteht, die am inneren Umfang axial Rohrstutzen (12, 14) aufweisen, daß der Ventilverschlußkörper (6) in an sich bekannter Weise aus zwei gegeneinander stoßenden rotatiprssymmetrischen Schalen (44,46) gebildet ist, daß im Bereich des Ventilverschlußkörpers in dessen Ruhestellung ein im wesentlicher gleicher Durchschnittsquerschnitt vorgesehen ist, und daß die Achse. (36) so in den Buchsen (32, 34) befestigt ist, daß die auf das Gehäuse einwirkenden Zugkräfte über die Achse übertragbar sind.