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    公开号:WO1979000935A1
    申请号:PCT/DE1979/000040
    申请日:1979-04-14
    公开日:1979-11-15
    发明作者:M Scherwarth
    申请人:M Scherwarth；
    IPC主号:F16K17-00
    专利说明:
    [0001] Schnellschluß-Ventil für gasförmige und flüssige Medien
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Schnellschluß-Ventil für gas¬ förmige und flüssige Medien, das durch Federkraft in Offen¬ stellung gehalten wird und bei einer plötzlichen Druckdiffe¬ renz in der Rohrleitung entgegen Federkraft schließt. Bekannte Schnellschluß-Ventile dieser Art weisen schwenkbare Klappen oder Ventilteller auf, die in Strömungsrichtung des Mediums liegen und unmittelbar von Druckschlägen beauf¬ schlagt sind, so daß das Abschlußorgan mit großer Geschwin¬ digkeit auf den Ventilsitz aufprallt und dadurch Schaden erleiden kann.
    [0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schnellschluß- Ventil zu schaffen, das Druckschlägen in der Rohrleitung nicht unmittelbar ausgesetzt ist,aber zumindest genauso schnell schließt wie ein Schnellschluß-Ventil bekannter Art. Diese Aufgabe wird erüindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventilgehäuse in einem Anschlußteil eine sich quer zur Strömung des Mediums erstreckende1 Prallplatte aufweist, die das Anschlußteil in zwei Kammern unterteilt, die über je eine Umlenköffnung in eine gemeinsame Ventilkammer einmünden, in der in der Ebene der Prallplatte und "zwischen den beiden benachbarten Umlenköffnungen eine winkelförmige Ventil¬ klappe leicht schwenkbar gelagert ist, daß mindestens einer der zueinander geneigten Ventilklappenschenkel in seinem Umriß einer der beiden zu verschließenden Umlenköffnungen angepaßt ist, und daß die Federanordnung die
    [0004]
    Ventilklappe in einer stabilen Offen-Schwenklage hält, in der die beiden Ventilklappenschenkel gegenüber den durch die Umlenköffnungen verlaufenden Ebenen geneigt sind. Druck¬ schläge aufgrund von Druckdifferenzen innerhalb der durch das Schnellschluß-Ventil unterbrochenen Rohrleitungen werden nunmehr von der Prallplatte abgefangen, so daß in der zuge¬ hörigen Ventilkammer eine durch Turbulenz ermäßigte Druck¬ erhöhung entsteht, die durch eine der Umlenköffnungen hin¬ durch einen geneigt verlaufenden Ventilklappenschenkel be- aufschlagt. Indem dieser Ventilklappenschenkel aufgrund der leicht schwenkbaren Lagerung der winkelförmigen Ventilklappe ausweicht, wird der andere Ventilklappenschenkel gegen die andere Umlenköffnungen verschwenkt und verschließt diese, da dieser Ventiklappenschenkel in seinem Umriß der ihm zuge- ordneten Umlenköffnung angepaßt ist. Insoweit umfaßt die Er¬ findung ein nur in einer Strömungsrichtung schließendes Ventil, beispielsweise ein Luftventil für die Belüftung von Schutzräumen, das nur dann zu schließen braucht, wenn außerhalb des Schutzraumes durch Explosion Druckstöße ent- stehen, die vom Schutzraum ferngehalten werden sollen.
    [0005] Wenn auch bei einem gasförmigen Medium die Umsetzung eines Druckschlages vor der Prallplatte über Turbulenz und Ver¬ dichtungsstoß in einen ermäßigten Druckanstieg zum Betätigen der winkelförmigen Ventilklappe durch die Kompressibilität des gasförmigen Mediums besonders ausgeprägt ist, so ist das Schnellschluß-Ventil gemäß der Erfindung trotzdem auch für flüssige Medien brauchbar, da hier auch durch die Umlenkung der Strömung an sich eine gewisse Vernichtung der kinetischen Energie eines Druckschlages erfolgt, begleitet von dem Vor¬ teil, daß der der abzuschließenden Umlenköffnung zugeordnete Ventilklappenschenkel bereits in Schließlage überführt ist, bevor der Druckschlag ihn erreicht.
    [0006] Die Federanordnung kann beliebig gestaltet sein, da sie in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik die Aufgabe hat, die erfindungsgemäß winkelförmige und leicht schwenkbare
    [0007] OMP /t, WIP Ventilklappe in Offenstellung zu halten, wenn normale
    [0008] Strömungsverhältnisse vorliegen, und in diese Offenstellung zurückzuführen, wenn nach einem Druckschlag normale Strö¬ mungsverhältnisse wieder vorliegen.
    [0009] Wie schon gesagt, braucht grundsätzlich nur einer der Ventilklappenschenkel zum Abdichten der ihm zugeordneten Umlenköffnung gestaltet zu sein, wogegen dann der andere Schenkel als reiner Betätigungsarm dient, der von der umge- lenkten Strömung aus der ihm zugeordneten Ventilkammer be¬ aufschlagt wird. Ein in beiden Richtungen schließendes Schnellschluß-Ventil wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erhalten, daß beide Ventilklappenschenkel in ihren Umrissen jeweils einer der wechselweise zu ver- schließenden Umlenköffnungen angepaßt sind.
    [0010] Um während des Vorliegens normaler Strömungsverhältnisse keine Drosselverluste zu erhalten, ist es zweckmäßig, daß der Querschnitt einer jeden Umlenköffnung etwa gleich dem Querschnitt der Rohrleitung ist. Weiterbildungen der Erfin¬ dung sind in den Patentansprüchen 4 bis 10 angegeben. So betreffen die Patentansprüche 4 bis 6 verschiedene Federanordnungen verbunden mit der Möglichkeit, die ein- oder zweifach schließende winkelförmige Ventilklappe auch von Hand betätigen zu können. Die Patentansprüche 7 bis 10 betreffen eine Ausführungsform mit manueller Betätigungs¬ möglichkeit, bei der eine von Hand zu betätigende Stellwelle quer zur Schwenkachse der winkelförmigen Ventilklappe zuge¬ ordnet ist und die Möglichkeit bietet, die Ventilklappe mit Schwenkachse und Stellwelle als Baueinheit auszuführen.
    [0011] In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines Schnellschluß-Ventils gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:
    [0012] Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch das Ventil sowie die zu- und abgehenden Rohrleitungsteile, Fig. 2 einen waagerechten Schnitt nach der Linie II - II nach Fig. 1,
    [0013] Fig. 3 eine Einzelheit im Schnitt nach der Linie III - III in Fig. 2,
    [0014] Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel im senkrechte Schnitt durch eine winkelförmige Ventilklappe in schaubildlicher Darstellung, und
    [0015] Fig. 5 eine Einzelheit zum Ausführungsbeispiei nach Fig. 4.
    [0016] Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht das Schnellschluß Ventil aus einem Anschlußteil 1 mit einer sich quer zur Strömung des Mediums erstreckenden Prallplatte 2, die das Anschlußteil in zwei Kammern 3 und 4 unterteilt, an die die eingangsseitige Rohrleitung 5 und die ausgangsseitige Rohr¬ leitung 6 angeschlossen sind. Quer zu der Prallplatte 2 und in gleicher Ebene liegend haben die Kammern 3 und 4 obere Umlenköffnungen 7 und 8, die in eine gemeinsame Ventil¬ kammer 9 einmünden. Innerhalb der Ventilkammer 9 befindet sich eine winkelförmige Ventilklappe 10 mit den Ventil¬ klappenschenkeln 10a und 10b, die auf einer Schwenkachse 11 leicht schwenkbar gelagert ist, und zwar mittels zweier Flacheisenbügel 12 und 13 (Fig. 2). Durch die noch näher zu beschreibende Federanordnung 14 wird die Ventilklappe 10 bei normalen Strömungsverhältnissen in der in Fig. 1 darge¬ stellten stabilen Offen-Schwenkläge gehalten, in der die beiden Luftklappenschenkel 10a und 1Ob gegenüber der im Ausführungsbeispiel durch die Umlenköffnungen 7 und 8 ge¬ meinsamen Ebene geneigt sind. Die Luftströmung kann also aus dem Rohrleitungsteil 5 über die Kammer 3, die Umlenk¬ öffnung 7, die gemeinsame Ventilkammer 9, die Umlenköffnung 8 und die Kammer 4 ungehindert in das Rohrleitungsteil 6 strömen. Es ist eine Frage der Federkraft innerhalb der Federanordnung 14, daß die winkelförmige Ventilklappe 10 bei der normalen Strömungsgeschwindigkeit in der stabilen Offen-Schwenklage verbleibt.
    [0017] Die im Ausführungsbeispiel vorgesehene Federanordnung geht aus Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 1 und 2 hervor und ist dafür ausgelegt, die Schwenkachse 11 manuell zu drehen, um das Ventil auch von Hand betätigen zu können. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, daß die Federanordnung 14 mit der als Stellwelle dienenden Schwenkachse 11 mitdrehend ver- bunden ist. Zu diesem Zweck ist an der Stellwelle 1 ein U-förmiger Bügel 15 befestigt, an dessen Steg 15a eine Zugfeder 16 festgelegt ist. Die Feder 16 durchgreift den Steg 15a und ist an einer Anschlagplatte 17 festgelegt, so daß die Feder 16 leicht gegen eine andere Feder ausgetauscht werden kann. Das andere Ende der Zugfeder 16 ist unter einem Hebelarm a an die winkelförmige Ventilklappe 10 angeschlos¬ sen, und zwar über eine starre Lasche 18, die an dem Klappenschwenkel 10a festgeschraubt ist.
    [0018] Die Stellwelle 11 ist an einem Ende innerhalb eines Lager¬ bockes 20 in der gemeinsamen Ventilkammer 9 gelagert und mit dem anderen Ende aus der Ventilkammer 9 herausgeführt, wo sie in einem angeschweißten Lagerauge 21 gelagert ist. Mit der Stellwelle 11 ist ein Handhebel 22 drehfest ver- bunden. In das Lagerauge 21 ist eine Stellschraube 23 einge¬ schraubt, mit der die Stellwelle 11 in jeder Drehlage fest¬ gelegt werden kann.
    [0019] Die Wirkungsweise eines Schnellschlußventils gemäß Fig. 1 bis 3 ist folgende:
    [0020] Normalerweise ist die Stellwelle bzw. Schwenkachse 11 mittels der Stellschrauben 23 in einer Drehlage festgelegt, in der der Bügel 15 senkrecht steht und die Zugfeder 16 mit dem Hebelarm a, unter dem die Zugfeder an der Ventilklappe 10 angreift, fluchtet. Es ist einleuchtend, daß dann die Zugfeder 16 ihre kürzeste Länge hat und die winkelförmige Ventilplatte 10 in der in Fig. 1 dargestellten stabilen Offen-Schwenklage hält. Wenn über das Rohrleitungsteil 5 ein Druckschlag in der durch Pfeile angedeuteten Richtung auftritt, so wird dessen kinetische Energie an der Prall- platte 2 vernichtet. In der zugehörigen Kammer 3 innerhalb des Anschlußteils 1 entsteht ein durch Turbulenz und (bei einem gasförmigen Medium) durch Verdichtungsstoß er¬ mäßigter Druckanstieg, der zu einer umgelenkten Aufwärts¬ strömung durch die Umlenköffnung 7 führt und den Ventil- klappenschenkel 10a beaufschlagt. Dieser plötzliche Druck¬ anstieg übt auf die winkelförmige Ventilplatte 10 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn aus, so daß die Ventil¬ klappe in die strichpunktiert dargestellte Schwenklage gedreht wird, in der der Ventilklappenschenkel 10b die Umlenköffnung 8 verschließt. Da bei dieser Schwenkbewegung über die Lasche 18 das untere Widerlager der Zugfeder 16 um den Hebelarm a einen Kreisbogen beschreibt, das andere bei 17 festgelegte Ende der Zugfeder 16 jedoch in seiner Lage im Raum verbleibt, weil die Stellwelle 11 und damit d Bügel 15 fixiert sind, bewirkt die Überführung des Ventil¬ klappenschenkels 10b in die strichpunktiert dargestellte Schließlage eine Längung der Zugfeder 16. Hebelarm a und Zugfeder 16 bilden dabei einen stumpfen Winkel. Die Längun der Zugfeder 16 bewirkt, daß die Ventilklappe 10 sofort wieder in die dargestellte stabile Offen-Schwenklage zurüc kehrt, sobald der Druckschlag abgeklungen ist.
    [0021] Es versteht sich, daß die gleiche Funktion auch bei einem aus dem Rohrleitungsteil 6 kommenden Druckschlag sicher- gestellt ist, wenn auch der Ventilklappenschenkel 10a in seinem Umriß der dann zu verschließenden Umlenköffnung 7 angepaßt ist, was aus Fig. 2 hervorgeht. Hier sieht man di symmetrische Gestaltung der beiden Luftklappenschenkel 10a und 10b, die in der stabilen Offen-Schwenklage so geneigt verlaufen, daß man von den Umlenköffnungen 7 und 8 gerade noch zwei sichelförmige Abschnitte sieht, wogegen der übri Umriß der Umlenköffnungen gestrichelt dargestellt ist. Zur manuellen Betätigung des Ventils wird die Stellschraube* 23 gelöst und der Handhebel 22 nach der einen oder anderen Richtung verschwen t, womit der Bügel 15 sowie die Zugfeder 16 mitverschwenken. Da die Zugfeder 16 die Tendenz hat, den Hebelarm a in Fluchtlinie mit ihr zu halten, wird die winkelförmige Ventilklappe 10 mitgeschleppt. Wenn bei einer Drehrichtung der Stellwelle 11 im Gegenuhrzeigersinn der Klappenschenkel 10b seine strichpunktiert dargestellte Schließlage eingenommen hat, kann die Stellwelle 1 noch etwas weiter verschwenkt werden, so daß die Zugfeder 16 dann noch ein gewisses Drehmoment in Schließlage ausübt, um einen dichten Abschluß der Umlenköffnung 8 sicherzu¬ stellen. Daraufhin wird wieder die Stellschraube 22 betätigt, um die Drehlage der Stellwelle 11 zu sichern. Dieser manuelle Verschluß des Ventils in der einen oder anderen
    [0022] Richtung ist angezeigt, wenn bei der Verwendung des Schnell¬ schluß-Ventils gemäß der Erfindung für Luftschutzräume mit dem Auftreten von bakteriologischen oder chemischen Kampfstoffen zu rechnen ist. Selbstverständlich kann für einen manuellen Verschluß der Rohrleitung.5, 6 auch ein besonderes Absperrventil eingesetzt werden. Dann kann die Welle 11 als Schwenkachse feststehen und es wäre denkbar, eine Federanordnung zu wählen, die des mitdrehenden Bügels 15 nicht bedarf und bei der eine Zugfeder an dem Deckel 9a der gemeinsamen Ventilkammer 9 befestigt ist. Wesentlich ist jedoch auch hierbei, daß bei der stabilen Offen- Schwenklage der winkelförmigen Ventilplatte 10 die Zugfeder mit dem Hebelarm a fluchtet und bei einer durch Druckdi fe¬ renz in der Rohrleitung hervorgerufenen Schließlage eine Längung erfährt.
    [0023] Das in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist auf eine andere Möglichkeit eines manuellen Verschlusses abgestellt mit dem Ziel, größere Schließkräfte zu erhalten. Die Federanordnung zur Einstellung der stabilen Offen- Schwenklage der winkelförmigen Ventilklappe nach Fig. 1 ist beliebig und daher nicht näher dargestellt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß beide Ventilklappenschenkel 30a und 30b an ihren der Schließfläche abgewandten Rückflächen mit schraubenförmig entgegengesetzt ansteigenden Keilen 31a u 31b versehen sind.Die Schwenkachse 11 ist in zwei nicht dargestellten Stützböcken gehaltert, so daß sie zusammen mit der winkelförmigen Ventilklappe 30 von oben in die gemeindame Ventilka mer 9 eingelegt werden kann. Die schwenkbare Lagerung kann so wie in Fig. 1 und 2 über Büg 12 und 13 ausgeführt sein. Die Schwenkachse 11 hat einen radialen Rohrstutzen 32, in den der Zapfen 34a einer sich quer zur Schwenkachse 11 erstreckenden Stellwelle 34 ein¬ greift. Diese Stellwelle 34 stützt einen sich über eine Ringfede/T 35 an dem Deckel 9a der Ventilkammer 9 axial beweglich ab. Die Stellwelle 34 trägt einen Handhebel 33 und ist mit einem radialen Arm 36 versehen, dessen leiste förmiges Druckstück 36a je nach Drehrichtung der Stellwel 34 entweder an dem Keil 31a oder dem Keil 31b aufläuft un dadurch ein Schwenken der Ventilklappe 30 bis in Schließl erzwingt. In Fig. 4 ist der Ventilklappenschenkel 30b in Schließlage und schließt die Umlenköffnung 8 ab.
    [0024] Der manuelle Schließmechanismus über ansteigende Keile ermöglicht größere Schließkräfte, weshalb es angezeigt is die zu verschließenden Umlenköffnungen 7 und 8 von Dichtungsringen 37 und 38 zu umgeben. Um die Elastizität der Dichtungsringe nicht zu überfordern ist die Ringfeder vorgesehen, so daß die Stellwelle 34 mit ihrem radialen Arm 36 axial ausweichen kann.
    [0025] Da die Steigung der Keile 31a und 31b im Bereich der Selbs hemmung liegt, ist jede Schließlage durch Reibung zwische Keil und Druckstück 36a gesichert. Um jedoch die Schließl zu definieren und fühlbar zu machen, werden die Keile mit einer der Schließlage eines jeden Ventilklappenschenkels zugeordneten Rast versehen, wie in Fig. 5 bei 39 für den schraubenförmigen Keil 31a dargestellt. In Fig. 4 läuft d Schnitt durch eine solche Rast 39 im Keil 31b. Die Fixier der Schließlagen über Rasten 39 erfordert die elastischen Dichtungen 37, 38 und/oder die axiale AbStützung der Stellwelle 34 über die Ringfeder 35.
    [0026] Das Schnellschluß-Ventil gemäß der Erfindung ist auch vorteilhaft anwendbar als Rückschlagsicherung in Rohr¬ leitungen, die in Verbindung mit industriellen Öfen, z. B. Hochöfen, stehen.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche:
    1. Schnellschluß-Ventil für gasförmige und flüssige Medie 5 das durch Federkraft in Offen-Stellung gehalten wird und bei einer plötzlichen Druckdifferenz in der Rohr¬ leitung entgegen Federkraft schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse in einem Anschlußteil (1) eine sich quer zur Strömung des 0 Mediums erstreckende- Prallplatte (2) aufweist, die das
    Anschlußteil in zwei Kammern (3, 4) unterteilt, die übe je eine Umlenköffnung (7. 8) in eine gemeinsame Ventil¬ kammer (9) einmünden, in der in der Ebene der Prallplat und zwischen den beiden benachbarten Umlenk-Öffnungen 5 eine winkelförmige Ventilklappe (10, 30) leicht schwenkb gelagert ist, daß mindestens einer der zueinander genei ten Ventilklappenschenkel (10a, 10b, bzw. 30a, 30b) in seinem Umriß einer der beiden zu verschließenden Umlenk öffnungen angepaßt ist, und daß die Federanordnung (14) o die winkelförmige Ventilklappe in einer stabilen Offen- Schwenklage hält, in der die beiden Ventilklappenschenk gegenüber den durch die Umlenk-Öffnungen verlaufenden Ebenen geneigt sind.
    5 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventilklappenschenkel (10a, TOb bzw. 30a, 30b) in ihren Umrissen jeweils einer der wechselweise zu ver¬ schließenden Umlenk-Öffnungen (7, 8) angepaßt sind.
    0 3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt einer jeden Umlenk-Ö fnung (7, 8) etwa gleich dem Querschnitt der Rohrleitung (5, 6) ist,
    4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, 5 daß die Federanordnung aus einer an der Ventilkammer (9 festgelegten Zugfeder besteht, die an einem Hebelarm (a der winkelförmigen Ventilklappe (10, 30) angreift, der
    bei Offen-Schwenklage der Klappe mit der Zugrichtung der Zugfeder fluchtet und bei durch eine Druckdifferenz in der Rohrleitung hervorgerufenen Schließlage eine Längung der Zugfeder bewirkt.
    5. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die winkelförmige Ventilklappe (10, 30) auf einer mit einem Handhebel (22) versehenen Stellwelle (11) schwenkbar gelagert ist, die in mindestens einer Drehlage gegenüber der Ventilkammer (9) festlegbar ist, und daß die Federanordnung (14) mit der Stellwelle mitdrehend verbunden ist derart, daß sie in der festgelegten Dreh¬ lage der Stellwelle einen Ventilklappenschenkel (10b) in Schließlage überführt (Fig. 1).
    6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stellwelle (11) ein U-förmiger Bügel (15) befestigt ist, an dessen Steg (15) eine Zugfeder (16) festgelegt ist, die unter einem Hebelarm (a) an der winkelförmigen Ventilklappe (10, 30) angreift, der bei Offen-Schwenklage der Klappe mit der Zugrichtung der Zugfeder fluchtet und bei durch eine Druckdifferenz in der Rohrleitung hervor¬ gerufenen Schließlage eine Längung der Zugfeder bewirkt (Fig. 3).
    7. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ventilklappenschenkel (30a, 30b) an seiner der Schließfläche abgewandten Rückfläche mit einem schraubenförmig ansteigenden Keil (31a, 31b) ver- sehen ist, über den der Ventilklappenschenkel von einem radialen Arm (36). einer sich quer zur Schwenkachse (11) der Ventilklappe (30) erstreckenden, mit einem Handhebel (33) versehenen Stellwelle (34) in Schließlage überführ¬ bar ist. 8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß diö**-___. zu verschließende Umlenk-Öffnung (7,
    8) von einer nach¬ giebigen Dichtung (37, 38) umgeben ist.
    9. Ventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellwelle (34) über eine Ringfeder (35) axial beweglich an einer Wandung (9a) der Ventilkammer (9) abgestützt ist.
    10. Ventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenförmig ansteigende Keil (31a, 31b) eine der Schließlage eines Ventilklappenschenkels (30a, 30b) zugeordnete Rast (39) für ein Druckstück (36a) des radialen Armes (36) aufweist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1979-11-15| AK| Designated states|Designated state(s): JP US |
    1979-11-15| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): CH FR GB LU SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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