Verschlussvorrichtung für Belüftungskanäle von Luftschutzräumen und dergleichen Die Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung für Belüftungskanäle von Luftschutzräumen u. dgl. mit einem Verschlussventil, das in einer Erweiterung des Belüftungskanals angeordnet ist und einen dünnwan digen Verschlusskörper aufweist, der durch Federwir kung in seiner Offenstellung gehalten ist und in eine innere Verschlusslage oder in zwei entgegengesetzte Verschlusslagen verschiebbar ist.
Luftschutzräume und andere Aufenthaltsräume, die gegen die zerstörende Wirkung von kräftigen Luft- stosswellen schützen sollen, lassen sich in der Regel nicht so einrichten, dass sie während der ganzen Zeit unmittelbarer Gefahr dicht abgeschlossen sind. Schon aus Rücksicht auf die sich darin aufhaltenden Personen müssen solche Räume ständig durch Entlüftungs- und Rauchkanäle mit der Aussenluft Verbindung haben. Damit besteht die Aufgabe, diese Kanäle, besonders die Belüftungskanäle, bei überraschend auftretenden Luftstosswellen sofort selbsttätig sicher zu schliessen.
Dazu sind bereits Verschlussvorrichtungen be kannt, die ein druckfestes Gehäuse mit grösserem Quer schnitt als der Belüftungskanal und ein Ventil aufwei sen, dessen als Platte ausgebildeter Verschlusskörper durch Federn in der Offenstellung gehalten und in eine innere Verschlusslage oder in zwei entgegengesetzte Verschlusslagen verschiebbar ist. Der Verschlusskör- per ist auf mehreren Führungswellen gelagert.
Dem entsprechend ist die Reibung verhältnismässig gross. Wegen der ebenen Ausbildung des Verschlusskörpers hat dieser auch eine grosse Masse, die die Schliess- geschwindigkeit ungünstig beeinflusst. Die Erfahrung hat nun gezeigt, dass die Druckwellen von Kernexplo sionen eine sehr grosse Amplitude und eine steile Wellenfront haben, d.h. dass der Druck bei diesen Luftstosswellen innerhalb sehr kurzer Zeit sprunghaft ansteigt.
Deshalb muss das Ventil innerhalb noch kür- zerer Zeit schliessen, weil im Schutzraum sonst ein das Schliessen des Ventils bremsender oder blockierender Gegendruck entstehen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Ventil so zu verbes sern, dass ein Verschlusskörper eine geringere Träg heit und weniger Reibung in seinen Lagern hat und trotzdem so sicher geführt ist, dass er auch bei schräg auftretenden Druckwellen rasch und sicher schliesst.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfin- dung darin, dass der Verschlusskörper eine nach dem Schutzrauminneren gekrümmte oder konisch zulau fende Gestalt hat, mittig auf einer Achse verschiebbar gelagert ist und in der inneren Verschlusslage mit sei nem Mittelteil auf einem gitterartigen, der Verschluss- körperform angepassten Widerlager aufliegt, mit sei nem äusseren Randteil dagegen an der inneren, zum Schutzraum gekrümmten oder konisch zulaufenden Wand der Erweiterung dichtend anliegt.
Bei diesem Ventil hat der Verschlusskörper eine geringe Masse und Trägheit und kann innerhalb einer Zeit von weni ger als einer Millisekunde schliessen. Trotz seiner leich ten Bauart bleibt das Ventil infolge der hohen Stabili tät des als räumlicher Tragkörper ausgebildeten Ver- schlusskörpers auch bei Luftstosswellen längerer Dauer, ohne zu flattern, sicher geschlossen.
Der Schliess-Spalt wird durch planparallele Flächen gebil det, die bei offenem Ventil einen grossen Durchtritts- querschnitt freigeben und in der Schliess-Stellung sicher dichten. Der Verschlusskörper kann eine solche koni sche Form haben, die auch bei einseitiger Belastung durch schräg eintreffende Druckwellen Verformungen ausschliesst.
Durch die Verjüngung des Verschluss- körpers zum Schutzrauminnern hin wird die Schliess- zeit weiter verkürzt, weil die eintretende Luftstoss- welle den grossen Widerstand, der Gegendruck im Schutzraum dagegen den geringsten Widerstand am Verschlusskörper findet. Die Auflage des Verschluss körpers auf einem gitterartigen Widerlager verringert den Strömungswiderstand in der Offenstellung und entlastet den Ventilsitz in der Schliess-Stellung.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Verschlussvor- richtung, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Erweiterung des Belüftungskanals, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Aus führungsform der Verschlussvorrichtung, Fig. 4 einen Querschnitt durch die Verschlussvor- richtung, Fig. 5, 6 und 7 die Verschlussvorrichtung nach Fig. 3, jedoch mit einer anderen Ausbildung des Ent lüftungskanals,
und Fig. 8 eine Ausführungsform der Verschlussvor- richtung mit einer den Verschlusskörper in der Schliess- lage selbsttätig sperrenden Vorrichtung.
In Fig. 1 wird angenommen, dass die Luftstoss- welle von links einfällt. Durch den Belüftungskanal 1, dessen Länge vor dem Ventilsitz mindestens das 1,5fache von seiner Breite oder seinem Durchmesser betragen soll, erhält die Luftstosswelle eine Richtung in der Längsachse des Kanals. Der Belüftungskanal 1 erweitert sich dann zum Raum 2, in dessen hinterem, sich verjüngendem Teil ein gegen den Schutzraum konisch zulaufender Verschlusskörper 3 angeordnet ist.
Der Verschlusskörper 3 ist auf einer Achse 4 ver schiebbar gelagert und wird durch beiderseits des Verschlusskörpers 3 auf die Achse 4 aufgeschobene Federn 5 und 6 in der Offenstellung gehalten. In der Schliess-Stellung 3a liegt der Aussenrand des Ver- schlusskörpers 3 an einer den Ventilsitz bildenden, zum Schutzraum konisch zulaufenden Wand 7 an, während sein Mittelteil von einem gitterartigen Widerlager 8 abgestützt wird. In der Offenstellung lässt der Ver- schlusskörper einen Spalt 9 offen, durch den die Luft oder Rauchgase abströmen.
Die einfallende Luftstosswelle wird beim Durch strömen des Belüftungskanals 1 auf den Verschluss- körper 3 gerichtet, so dass ihre Intensität im Mittelteil des Verschlusskörpers am grössten ist und nach dem Spalt 9 zu allmählich abnimmt. Durch die Luftstoss- welle wird der Verschlusskörper 3 auf eine grosse Geschwindigkeit beschleunigt und erreicht schnell die Schliesslage 3a. Während der weiteren Überdruckphase des Luftstosses ist er dann gegen die Wand 7 und das Widerlager 8 gepresst.
Da der Verschlusskörper zum Schutzrauminnern konisch ausgebildet und ausserdem breiter ist als der Belüftungskanal 1, fängt er in der Offenstellung den Hauptteil der einfallenden Luftstosswelle auf. Dadurch belastet der Luftstrom konzentriert den Verschluss- körper, dessen Schliesszeit infolgedessen verkürzt wird.
Das Widerlager 8 besteht aus radial verlaufenden und verhältnismässig dicht nebeneinander angeordne ten dünnen Scheiben oder Stäben 10, die bei normaler Entlüftung nur einen geringen Luftwiderstand bieten. Der Verschlusskörper 3 selbst erhält durch dieses Widerlager in der Schliesslage eine hohe Stabilität trotz geringer Masse.
Während der Unterdruckphase der Luftstosswelle wird der Verschlusskörper 3 nach aussen gesaugt und mit seinem Rand dichtend gegen die Wand des erwei terten Kanalteils in die Lage 3b gepresst, so dass sich ein Unterdruck auf seiner Innenseite nicht auswirken kann. Die konische Form erhöht dabei ebenfalls die Stabilität des Verschlusskörpers.
Nach dem Abklingen der Luftstosswelle nimmt der Verschlusskörper 3 unter dem Druck der Federn 5 und 6 wieder seine Ursprungslage ein. Den verhältnis- mässig geringen Luftstosswellenteil, den dieVerschluss- vorrichtung durchlässt, kann man, falls erforderlich, durch verhältnismässig einfache Vorrichtung auf eine für den Schutzraum zulässige Höhe verringern. In gewissen Fällen ist es jedoch unter Umständen erwünscht, dass die Verschlussvorrichtung die Luft- stosswelle überhaupt nicht durchlässt.
Eine solche Vorrichtung zeigen die Fig. 3 und 4. Die Verschlussvorrichtung besteht dabei aus einem Innenkanal 1 a und einem ringförmigen Aussenkanal 12. Der Innenkanal la ist an dem Raum 2 vor dem Verschlusskörper 3 angeschlossen, der mit einem Rohrflansch 11 versehen ist. Der Aussenkanal 12 ist durch ein oder mehrere schraubenförmige Leitbleche 13 in einen oder mehrere Schraubenkanäle aufgeteilt, durch die die verbrauchte Luft oder die Rauchgase strömen. Die Schraubenkanäle sind an den Spalt 9 angeschlossen.
In Fig. 3 wird angenommen, dass die Luftstoss- welle von links einfällt. Die durch den Innenkanal l a einfallende Luftstosswelle wird vom Verschlusskör- per 3 völlig aufgefangen, der dadurch stark in die Richtung zur Wand 7 und zum Widerlager 8 beschleu nigt wird und schnell in die Schliesslage 3a gelangt. Die in den bzw. die Aussenkanäle 12 gleichzeitig ein fallende Luftstosswelle kommt infolge des dort länge ren schraubenlinienförmigen Weges verzögert am Spalt 9 an.
Das Verhältnis zwischen den Längen des Innen- und des Aussenkanals la bzw. 12 ist so bemes sen, dass die Verschlussvorrichtung noch vor dem Ein treffen der Luftstosswelle durch den Aussenkanal 12 am Spalt 9 schliessen kann.
Diese Verzögerung kann nun auf verschiedene Art herbeiführen. Eine besonders für den Schutz von verhältnismässig grossen Belüftungskanälen oder meh rere Entlüftungsvorrichtungen geeignete Lösung be handeln die Fig. 5, 6 und 7. Nach Fig. 5 ist im hinteren Teil eines Belüftungskanals lb der mit dem Rohr flansch 11 versehene Verschlusskörper 3 eingesetzt. Der Spalt 9 für den Durchtritt der verbrauchten Luft ist mit einem grösseren Raum 14 ausserhalb der Ver- schlussvorrichtung verbunden.
Die Fig. 6 und 7 zeigen schematisch die Ausbildung des Entlüftungsschutzes bei Anwendung der Verschlussvorrichtung nach Fig. 5 im Schnitt und in der Ansicht von aussen. Dabei ist der Raum 14 in zwei Kanäle 15 angeschlossen, die an der Aussenseite der Schutzraumwand münden. Die Luftstosswelle strömt durch die Belüftungskanäle<B>l e,</B> belastet den Verschlusskörper 3 und schliesst diesen. Zugleich strömt die Luftstosswelle durch die Entlüf tungskanäle 15 und pflanzt sich über diese nach Raum 14 fort.
Die Länge des Entlüftungskanals 15 ist so bemessen, dass die Luftstossbelastung den Ver- schlusskörper 3 schliessen kann, bevor ein Teil der durch die Entlüftungskanäle 15 einströmenden Luft- stosswelle den nächsten Spalt 9 erreichen kann. Die als Verzögerungskanäle wirksamen Entlüftungskanäle 15 können natürlich in verschiedener Weise angeord net sein. Sie können z.B. als sich an den Raum 14 anschliessender, im übrigen jedoch völlig getrennter Kanal ausgeführt werden.
Die Verschlussvorrichtungen können auch mit einer Vorrichtung versehen sein, die den Verschlusskörper in der Schliesslage selbsttätig sperrt, wenn er durch eine Luftstosswelle oder von Hand in diese Lage gebracht worden ist. Eine solche Sperrvorrichtung zeigt Fig. B. In einer Ausnehmung 16 in der Achse 4 ist ein zylindrischer Zapfen 17 H angeordnet, der in einem Loch 16 H der Achse 4 verschiebbar ist. Der verbreiterte Unterteil 17 U des Zapfens 17 H ist durch eine in der Ausnehmung 16 der Achse 4 untergebrachte Feder 18 belastet. Der Verschlusskörper 3 wird durch die auf die Achse 4 hinter dem Verschlusskörper auf geschobene Druckfeder 6 in der Offenstellung gehal ten.
In der Offenstellung des Verschlussventils wird der Zapfen 17 H von der auf der Achse 4 gelagerten Gleit- hülse 19 des Verschlusskörpers 3 in die Achse 4 ge drückt. Ist der Verschlusskörper 3 dagegen in die Schliesslage gelangt, dann kommt der Zapfen 17 H von der Gleithülse 19 frei und wird von der Feder 18 aus der Achse 4 herausgeschoben. Durch Anliegen der Gleithülsenstirnseite 19 K an dem herausstehenden Zapfen 17 H bleibt der Verschlusskörper 3 dann in der Schliesslage gesperrt.
Die Sperrvorrichtung lässt sich natürlich auch anders ausführen, z.B. mit einem Elektromagneten, der nach einer gewissen Zeit selbsttätig oder durch einen von Hand ausgelösten Impuls die Sperre löst, worauf der Verschlusskörper 3 dann wieder in Offen stellung geht. Eine Sperrvorrichtung kann auch so arbeiten, dass sie während der Über- und Unterdruck phase der Luftstosswelle den Verschlusskörper sperrt und bei Nachlassen des Unterdrucks selbsttätig wieder freigibt.