DE2755856C2

DE2755856C2 - Druckentlastungseinrichtung für insbesondere klimatisierte Räume oder Gebäude

Info

Publication number: DE2755856C2
Application number: DE2755856A
Authority: DE
Inventors: Heinz Eickhoff; Herbert Meyer; Dieter 4630 Bochum Steppke
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1977-12-15
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE2755856A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungseinrichtung für insbesondere klimatisierte Räume oder Gebäude mit einer Druckausgleichsöffnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

In gegenüber der Außenluft abgeschlossenen, insbesondere mit Klimaanlagen versehenen. Gebäuden, die Einrichtungen, wie z. B. Kompressoren, Turbinen, Druckminderstationen etc. aufweisen, d. h. in Gebäuden, wo nicht auszuschließen ist. daß durch besondere Umstände Druckerhöhungen stattfinden können, die zu Schäden führen würden, ist es notwendig, für die Möglichkeit eines Druckausgleichs zu sorgen.

Bei explosionsgefährdeten Räumen oder Gebäuden sind für den Druckausgleich vorzugsweise Berstplatten vorgesehen, während bei Räumen oder Gebäuden, in denen langsamere Druckerhohungen stattfinden können, vorzugsweise Pendelklappen, die durch ihr Eigengewicht bei Normaldruck Druckausgleichsöffnungen verschließen, vorhanden sind. Eine derartige Druckentlastungseinrichtung zählt z. B. durch das DE-GM 77 05 685 zum Stand der Technik. Ihr haftet der Mangel an, daß sie einen relativ hohen Auslösedruck benötigt, um anzusprechen. Dies ist aber besonders bei großflächigen Räumen oder Gebäuden von Nachteil, da durch den zur Auslösung notwendigen, relativ großen Innendruck nicht ausgeschlossen werden kann, daß schwerwiegende Beschädigungen auftreten.

Aus der DE-AS 21 26 580 ist eine Lüftung zum Einbau 5 oberhalb und/oder unterhalb eines Fensters mit Lüftungsklappen bekannt, die eine Federanordnung aufweist, welche sowohl in der Offen- als auch in der Schließstellung die Lüftungsklappen in der jeweiligen Stellung relativ labil hält Sie dient aber nic^t dazu, in

ίο der Schließstellung der Lüftungsklappen eme Bereitschaftsfunktion wahrzunehmen, um bei einer eventuellen Druckerhöhung im Inneren des Raums die Lüftungsklappen in die Offenposition zu verschwenken. Die Verlagerung der Lüftungsklappen erfolgt in beide

:5 Richtungen von Hand mittels eines besonderen Hebelgestänges.

Die FR-PS 23 41 732 offenbart eine Einrichtung mit einer Klappe, die ausschließlich durch ihr Eigengewicht über die Schließposition überführt wird. Normalerweise befindet sich die Klappe in der Offenposition, in der sie von einem unter dem Einfluß eines Zylinders stehenden Gestänge gehalten wird. Erfolgt in diesem Zustand ein plötzliche Druckerhöhung, kann die Klappe nicht herabschwenken. Sie ist lagearretiert Ist aber eine Druckerhöhung von außen zu erwarten, die sich auf die hinter der Verschlußeinrichtung liegenden Bereiche in schädlicher Weise auswirken könnte, so wird zunächst manuell ein Haltemagnet aktiviert und danach durch den vorstehend erwähnten Zylinder das Gestänge zurückgezogen. In dieser Bereitschaftslage wird die Klappe nur noch durch den Haltemagneten in der Offenstellung gehalten. Der Haltemagnet selber steht mit einem Druckfühler in Verbindung, der in einiger Entfernung von der Klappe angeordnet ist. Stellt dieser Fühler eine Druckerhöhung fest, so erfolgt ein Impuls an den Haltemagneten. Dieser gibt die Klappe frei, so daß sie durch ihr Gewicht in die Schließposition herabfällt. Hier kann sie dann arretiert werden. Das Öffnen der Klappe erfolgt mit Hilfe eines weiteren Zylinders.

welcher die Klappe wieaer an Jen Haltemagneten drückt, der dann die Klappe so lange hält, bis mittels des zuerst erwähnten Zylinders das sperrende Gestänge wieder ausgefahren wird.

Schließlich zählt durch das DE-GM 77 05 769 noch eine vorgespannte Gasfeder zum Stand der Technik, welche dann wirksam wird, wenn bei erhöhter Temperatur ein Thermoelement zerslört wird und die Sperre der Gasfeder aufhebt. Über die mit der Gasfeder verbundene Kolbenstange wird dann eine Rauchabzugsklappe geöffnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Druckentlastungseinrichtung so zu verbessern. Jaß sie unter Verwendung rein mechanisch arbeitender Elemente schon bei einem sehr niedrigen, im Inneren eines Raums oder eines Gebäudes entstehenden Auslösedruck unabhängig vom Außendruck anspricht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I aufgeführten Merkmalen.

Es wird nunmehr dafür Sorge getragen, daß die Verschlußklappe bei Normaldruck im Inneren des Raums oder des Gebäudes, welcher bzw. welches mit einer erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtung versehen ist, durch einen Haltemagneten in der Schließposition gehalten wird, welcher ein vorgespanntes mechanisches Federpaket in dieser Lage fixiert. Hierbei sind die Haltekraft des Magneten und die Öffnungskraft des Federpakets derart ausbalanciert,

daß die Schheßposition der Vcrschiußklappe bei Normaldruck jederzeit gewährleistet ist. Sobald jedoch der Druck im Inneren des Raums oder des Gebäudes nur geringfügig anwächst, addiert sich dieser Druck zu der Öffnungskraft des Federpakets. Wird dann die Haltekraft des Haltemagneten überwunden, so kann sich da» Federpaket entspannen und selbsttätig die VerschluBklappe aus der Schließposition in die Offenposition schwenken. Durch die Verwendung eines Haltemagnete:- ist eine gegenüber einer mechanischen Sperre absolut verklemmungssichere. leichte und einfache Auslösung der im Federpaket gespeicherten Energie möglich.

Die Federelemente im Inneren des Stellorgane sind so vorgespannt, daß selbst beim größten zu erwartenden Außendruck die Verschlußklappe einwandfrei aufgeschwenkt werden kann. Durch entsprechende Einstellung des Haltemagneten, z. B. durch die Verkleinerung des Luftspalts zwischen diesem und dem den Federelementen zugeordneten ferromagnetischen Gegenpart, kann die Haltekraft ohne weiteres im Verhältnis um den Beirag erhöht werden, welcher der Kraft durch den maximalen Innendruck auf die Verschlußkloppe entspricht. Wird der maximal zulassige Innendruck überschritten, löst sich der Gegenpart des Stellorgans vom Haltemagneten und die in den Federelementen gespeicherte Energie wird frei, so daß sich die Verschlußklappe öffnet.

Die manuelle Spannbarkeit des Federpakets erlaubt gleichermaßen die Höhe der Vorspannung zt· bestim- in men. Hierdurch wird erreicht, daß die Druckentlastungseinrichtung ohne weiteres auf Veränderungen im Gewicht, in der Zahl oder in der Anordnung der Verschlußklappen eingestellt werden kann. Auch ist die Öffnungsgeschwindigkeit hierdurch regelbar. Ji

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Druckentlastungseinrichtung wird die gespeicherte Energie mit Sicherheit über lange Zeiträume, selbst über eine Reihe von |ahren hinweg, ständig zur Verfugung gehalten. Da weder hydraulische noch pneumatische Übertragung.»- und Rückhaltesysteme verwendet werden, ist die Wartungsfreiheit und die Funktionssicherheit auch nach langen Stillstandszeiten noch gewährleistet.

Mine vorteilhafte Weiterbildung der F.rfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Federclcmente aus einem Tellerfedei paket besiehen und der Haltemagnet aus einem Elektromagneten gebildet ist Die Tellerfedern haben den Vorteil einer besonders günstigen Rau-nausnutzung bei großer Dämpfung. Auch kann die Energie auf kleinstem Raum gespeichert werden. Durch die Verwendung eines Elektromagneten ergibt sich die vorteilhaft». Möglichkeit, hohe magnetische Kräfte auf relativ kleinem Raum zu konzentrieren und so eine Haltekraft zur Verfugung zu stellen, die in ihrer F.nergiedichte etwa dem Tellerfederpaket entspricht.

Nach der Erfindung besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin. IaU die Federelemente zwischen einem Kolben einer mit der Verschlußklappe verbünde nen Kolbenstange und einer in Axialrichtting der f>« Kohlenzange verlagerbaren Rückwand des Stellorgans eingespannt sind und die Kolbenstange einen insbesondere ferromagnetischen Endteil aufweist, der mit einstellbarem Abstand zum Haltemagneten angeordnet ist. Diese Ausführiingsform führt zu einer be'sonders ""' kompakten Bauweise mit einem beispielsweise mittels einer Gewindeanordnung einstellbaren Luftspalt zwischen dem Haltcmagn¹.'en und dem magnetseitigen Endteil der Kolbenstange des im übrigen zylinderartiß ausgebildeten Stellorgans.

Erfindungsgemäß weist der Haltemagnet eine Sk*<la zur Einstellung seines Abstands zum Endteil der Kolbenstange des Stellorgans auf. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, die Haltekraft des Magneten in gewünschter Weise einzustellen. Mit Hilfe der Skala kann auch jederzeit kontrolliert werden, ob der Luftspalt zwischen dem Haltemagneten und dem Endteil der Kolbenstange der Soll-Einstellung entspricht. Damit wird die Funktionssicherheit der Druckentlastungseinrichtung in Verbindung mit dem leicht kontrollierbaren mechanischen Gestänge des Stellorgans weiter erhöht.

Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß ferner, daß der Haltemagnet eine mit einem Druckmeßgerät verbundene Abschaltvorrichtung aufweist. Ferner ist das Druckmeßgerät auf einen niedrigeren Auslösedruck als das System Haltemagnet — Federelement eingestellt. Entsprechend diesen Merkmalen ist es durch die Verwendung eines zusätzlichen, im ' -.leren des Raums oder Gebäudes angebrachten Drucknr.jßTeräis rnögüch, die Druckentlastung vollkommen unabhängig von dem Druck zu machen, der auf die Außenseite der Verschlußklappe einwirkt. Hierbei ist keine genaue Krafterstellung des Magneten erforderlich. Für die Auslösung ist dann nicht mehr der Differenzdruck zwischen dem Druck im Inneren des Raums oder Gebäudes und dem jeweiligen Außendruck entscheidend, sondern der absolute Druck ^:m Inneren des Raums oder Gebäudes.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Druckentlastungseinrichtung mn drei übereinander angeordneten Verschlußklappen in der Frontalansicht;

F i g. 2 eine Seitenansicht auf die Dnjckentlastungseinrichtung:

F i g. 3 einen vertikalen Querschnitt durch die Druckentlastungseinrichtung der Fig. 1 gemäß der Lin"ClII-III und

F i g. 4 in vergrößerter Darstellung einen vertikalen Längsschnitt durch das der Druckentlastungseinrichtung zugeordnete Stellorgan

In der F i g 1 bezeichnet 1 einen Rahmen, in welchem Verschlußklappen 2 eingegliedert sind. Zwischen dem Rahmen 1 und den Verschlußklappen 2 befinden sich insbesondere bei mit Unterdruck arbeilenden Räumen oder Gebäuden, λ B. bei klimatisierten Räumen, nicht näher dargestelte Dichtungen. An einer Seite des Rahmens I ist ein Gestänge 5 angeordnet, das die einzelnen Verschlußklanpen 2 miteinander und mit einer" Stellorgan 6 verbindet Die Anordnung der Verschlußklappen 2 in dem Rahmen I ist besonders vorteilhaft, wenn S'hon bestehende Gebäude nachträe lieh mit einer Druckentlassungseinrichtung versehen werden sollen. Durch das Einsetzten des Rahmens 1 können so bauliche Änderungen vermieden werden

Die Ausbildung !es Gestänges 5 mit seinen ein/einen, gelenkig m'teinander verbundenen Stäben 5a. 5/> zeigt Fig. 2. Es ist vorzugsweise eine Parallelanordnung der Stäbe 5a vorgesehen, die eine gleichmäßige Öffnung aller Verschlußklappen 2 gewährleistet. Die Bewegung der Stäbe 5a um die Schwenkachsen 4 der Versehlußklappen 2 iii durch d,e Pfeile 13 veranschaulicht

Die Schwenkbewegung der Verschlußklappen 2 erfolgt entsprechend der in der F i g. 3 eingezeichneten

Pfeile 14. Der Rahmen I der Verschlußklappen 2 ist so lief ausgebildet, daß sich die Verschlußklappen 2 auch in völlig geöffneter Stellung in seinem Inneren befinden. Auf diese Weise können Schaden beim plötzlichen Öffnen der Verschlußklappen 2 vermieden werden. Falls ' erforderlich, kann auf der den Schwenkachsen 4 der Verschlußklappen 2 gegenüberliegenden Seite 3 des Rahmens I ein Schutz in Form eines Drahtgitters o. ä. vorgesehen werden.

Der Aufbau des Stellorgans 6 ist in Verbindung mit "' einem Haltemagneten 18 aus der Fig. 4 ersichtlich. Zwischen dem Kolben 8 und der Rückwand 10;) des in einem Gehäuse 6<? einschraiibbarcn Magnetgehäuses IO ist ein Tellerfederpaket 7 auf einer axial beweglichen Schubstange 9 eingespannt. Durch unterschiedlich tiefes ' Einschrauben des Magnetgehäuses 10 in das Tellerfedergehäuse 6,7 wird eine unterschiedliche Spannung des Tellerfederpakets 7 erreicht. Die F.inschraubticfc kann durch eine am Einschraubteil des Magnetgehäuses 10 befestigte, in der Zeichnung nicht näher dargestellte " Skala leicht angezeigt und damit ständig kontrolliert werden.

Das aus dem Tellerfedergehäuse 6A herausstehende Ende der Schubstange 9 ist mit einem Gabe'stück 15 versehen, das die Bewegung der Schubstange 9 auf das -' Gestänge 5 überträgt. Zur Vergrößerung der Schwenkbewegung greift das Gabelstück 15, wie aus F i g. 2 ersichtlich, etwa in der Mitte an einen Schwenkstab 5,7 an. Das Gabelstück 15 kann jedoch ebenso an einem Gelenk zwischen den Stäben 5a bzw. 5b angeordnet ^!° sein.

An dem dem Gabelstück gegenüberliegenden Ende der Schubstange 9 ist ein zweiteiliger magnetischer Endteil 16, 17 vorgesehen, wobei der Teil 17 beispielsweise aus ferromagnetischem Material besteht. ^>!l Mit geringem Abstand von der Oberfläche des magnetischen Endteils 16, 17 ist der Haltemagnet Ϊ8 angeordnet, der jber ein Gewinde 19 in das Magnetgehäuse 10 eingeschraubt ist. Zum Eindrehen dient ein Vierkant 20. mit dessen Hilfe der Haltemagnet ^J" 18 bezüglich des Luftspalts optimal eingestellt werden kann.

Der Ablauf einer Druckentlastung isl wie folgt:

Hei steigendem Innendruck im Inneren eines Raums oder Gebäudes wird eine Kraft auf die Vcrschlußklappen 2 ausgeübt, die über das Gestänge 5 und das Gabelstück 15 auf die Schubstange 9 wirkl. Die Innendruckkraft addiert sich nun zu der Kraft, die von dem Tellerfcclerpaket 7 ausgeübt wird. Durch die Addition der beiden Kriifie auf die Schubstange 9 in Richtung auf das Gabelstück 15 hin wird nun die Haltekraft zwischen dem Magneten 18 und dem magnetischen Endteil 16, 17 überschritten. Bewegt sich der magnetische Endteil 16, 17 etwas vom Magneten 18 fort, erfolgt, da die magnetische Kraft mit wachsendem Abstand abnimmt, die Auslösung des Tellerfederpakets 7. welche die in dem Tellerfederp.ikel 7 gespeicherte Energie freisetzt. Die Verschlußklappen 2 schwingen auf.

Ein erneute* Spannen der Druckentlasuingseinrichtung erfolgt durch ein einfaches Einschieben der Schubstange 9 in das I ellerledergehiiusc bn. Air Erleichterung des Einschiebens kann zunächst das Magnetgehäusc 10 teilweise aus dem Tcllerfcdergehausc 6<i herausgedreht werden. Das endgültige Spannen des Tellerfederpakets 7 erfolgt dann beim Eindrehen des Magnetgehiiuses 10 in das Tcllerfedergehäuse 6;/. Die Eindrehtiefe und damit der Spannweg kann anhand der gegebenenfalls vorgesehenen Skala abgelesen werden.

Als zusätzliche Maßnahme zur Steigerung der Auslösegenauigkeit ist der Einsatz eines Druckmeßgeräts als Aiislöseelement möglich. Auch bei dem Einsatz eines nicht nähei dargestellten Druckmeßgeräts wird jedoch die Auslösemöglichkeit aufrechterhalten. Es handelt sich lediglich um eine Zusatz-Ausrüstung. Bei der Verwendung eines Elektromagneten als Haltemagnet 18 erfolgt bei Stromausfall eine automatische Betätigung der Einrichtung. Ist dies nicht erwünscht, wird ein Permanentmagnet verwendet. Das Magnetgeliäuse 10 muß dann nur größer ausgeführt werden, da die Magnetkraft eines Permanentmagneten je Flächeneinheit kleiner ist als bei einem Elektromagneten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckentlastungseinrichtung für insbesondere klimatisierte Räume oder Gebäude mit einer Druckausgleichsöffnung, in der mindestens eine Verschlußklappe schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe 2 über eine Schubstange (9) mit einem Stellorgan (6) verbunden ist, daß das Stellorgan Federelemente (7) aufweist, die auf die Schubstange im Öffnungssinne der Verschlußklappe einwirken, die manuell spannbar sind und die in der Spannstellung durch einen in seiner Haltekraft einstellbaren Haltemagneten (18) lagefixiert sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente aus einem Tellerfederpaket (7) bestehen und der Haltemagnet aus einem Elektromagneten (18) gebildet ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (7) zwischen einem K.sft>en (8) einer mit der Verschlußklappe (2) verbundenen Schubstange (9) und einer in Axialrichtung der Schubstange (9) verlagerbaren Rückwand (iOa) des Stellorgans (6) eingespannt sina und die Schubstange (9) einen insbesondere ferromagnetischen Endteil (17) aufweist, der mit einstellbarem Abstand zum Haltemagnet (,8) angeordnet ist

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Haltemagnet (18) eine Skala zur Einstellung seines Abstands zum Endteil (17) der Schubstange (9) des Stei.organs (6) aufweist

5. Einrichtung na :h Ans ruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemagnet (18) eine n.. einem Druckmeßgerät verbundene Abschaltvorrichtung aufweist

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßgerät auf einen niedrigeren Auslösedruck als das System Haltemagnet (18) — Federelemente (7) eingestellt ist.