CH701035A1 - Explosionsschutzventil zum Unterbrechen eines Fluidstroms in einer Rohrleitung. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Explosionsschutzventil zum Unterbrechen eines Fluidstroms in einer Rohrleitung mit einem in einem Ventilgehäuse (4) gelagerten Schliesskörper (9), der unter Einwirkung eines von einem Betriebsdruck abweichenden Schliessdrucks aus einer Betriebsstellung in eine Schliessstellung bewegbar ist. Der Schliesskörper ist als Klappenteller (9) ausgebildet, der unter Federvorspannung und/oder unter Einwirkung des Fluidstroms im Ventilgehäuse in der Betriebsstellung haltbar ist.

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft ein Explosionsschutzventil zum Unterbrechen eines Fluidstroms in einer Rohrleitung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.

  

[0002]    Derartige Ventile sind für den Einbau in Anlagen mit flüssigen oder gasförmigen Fluidströmen seit langem bekannt und gebräuchlich. Der Hauptzweck besteht darin, die Ausbreitung von Druck- und/oder Feuerwellen zu unterbrechen, um weitergehende Schäden an zumeist empfindlichen Anlageteilen zu verhindern. Die Explosionsschutzventile können dabei unterschiedliche Schliesskörper aufweisen, die als Hohlkörper, Klappen oder Schieber ausgebildet sind. Ein Nachteil bekannter Explosionsschutzventile besteht in der zumeist komplexen Konstruktion zum Auslösen des Schliessvor-gangs. Insbesondere für den Einsatz in pneumatischen Förderleitungen waren bisher keine Ventile einfacher Bauart bekannt.

  

[0003]    Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Explosionsschutz-ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich einfach und preiswert herstellen lässt und das sich besonders für den Einsatz in pneumatischen Aspirationsleitungen mit Staubkonzentration eignet. Das Ventil soll im Explosionsfall die Leitung zuverlässig entkoppeln und es soll rasch wieder in die Betriebsstellung gebracht werden können. In der Schliessstellung soll der Schliesskörper auch hohen Belastungen standhalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Explosionsschutzventil gelöst, das die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.

  

[0004]    Der Schliesskörper ist dabei ein Klappenteller, der unter Federvorspannung und/oder unter Einwirkung des Fluidstroms im Ventilgehäuse in der Betriebsstellung haltbar ist.

  

[0005]    Der Klappenteller lässt sich relativ einfach aus einem Stahlblech herstellen und bei entsprechender Krümmung kann er auch hohen Druckbelastungen ausgesetzt werden. Eine möglicherweise nur geringe Federvorspannung kann je nach Beschaffenheit des Klappentellers genügen, um die Offenstellung zu halten. Zur Offenhaltung kann aber auch bereits der Fluidstrom selbst genügen. Aus zwei gewölbten Flächenabschnitten lässt sich besonders einfach ein Hohlkörper herstellen.

  

[0006]    Der Klappenteller ist im Ventilgehäuse angelenkt, und zwischen der Betriebsstellung und der Schliessstellung legt er eine Schwenkbewegung von weniger als 90[deg.], vorzugsweise weniger als 60[deg.] zurück. Die Anlenkung im Ventilgehäuse hat gegenüber einem Schieber den Vorteil, dass keine gleitenden Lineardichtungen erforderlich sind. Eine geringe Schwenkbewegung von weniger als 90[deg.] gewährleistet einen raschen Schliessvorgang.

  

[0007]    Der Klappenteller kann unter Federvorspannung quer zu einer Strömungslängsrichtung in der Betriebsstellung gehalten sein. Dabei kann das Ventilgehäuse in der Ebene des in der Betriebs-Stellung gehaltenen Klappentellers eine Ausbuchtung für den Fluidstrom aufweisen. Der Klappenteller ragt auf diese Weise in den Fluidstrom hinein und dieser muss den Klappenteller über die Ausbuchtung umgehen. Bei der Verwendung eines ebenen Klappentellers oder eines ebenen Hohlkörpers ist es besonders vorteilhaft, wenn das Ventilgehäuse zwei Ventilsitze aufweist, wobei der Klappenteller aus der Betriebsstellung in zwei Bewegungsrichtungen in eine Schliessstellung bewegbar und dort haltbar ist. Auf diese Weise schliesst das Ventil, wenn eine Druckwelle in Strömungsrichtung oder der Strömungsrichtung entgegengesetzt auf den Klappenteller auftrifft.

  

[0008]    Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird erreicht, wenn das Ventilgehäuse als im Querschnitt kreisförmiges Rohr ausgebildet ist und wenn der Klappenteller gleichsinnig zur Rohrkrümmung gekrümmt ist, wobei er in der Betriebsstellung unter Einwirkung des Fluidstroms an einem Anschlag im Ventilgehäuse anliegt. Die Ausbildung des Ventilgehäuses als einfaches Rohr ist besonders kostengünstig, weil handelsübliche Normrohre verwendet werden können. Die Krümmung des Klappentellers ermöglicht eine relativ weitgehende Öffnung, wobei der Anschlag verhindert, dass sich der Klappenteller ganz an den Rohrinnenmantel anlegt. Auf diese Weise verbleibt ausreichend Gegendruckfläche zum Schliessen des Klappentellers. Der Ventilsitz kann bei dieser Konstruktion durch die Stirnseite eines im Ventilgehäuse angeordneten Innenrings gebildet werden.

  

[0009]    Der Klappenteller kann grundsätzlich als einlagiger oder mehrlagiger Flächenabschnitt oder als Hohlkörper ausgebildet sein.

  

[0010]    Die Erfindung betrifft auch die spezifische Verwendung eines der vorstehend beschriebenen Explosionsschutzventile in der Aspirationsleitung einer Staubabsauganlage zwischen einem Staubfilter und einer Staubquelle. Dabei soll der Filter von den vorgeschalteten Anlagekomponenten entkoppelt werden. Auf diese Weise wird vermieden, dass sich beispielsweise eine Staubexplosion im Filter bis zur Absaugstelle an einer Maschine ausbreiten kann.

  

[0011]    Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen. Es zeigen:
<tb>Fig. 1:<sep>Eine stark vereinfachte Seitenansicht auf eine erste Ausführungsform eines Explosionsschutzventils mit ebenem Klappenteller,


  <tb>Fig. 2:<sep>eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung des Ventils gemäss Fig. 1von schräg unten,


  <tb>Fig. 3:<sep>einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Explosionsschutzventils mit einem gekrümmten Klappenteller,


  <tb>Fig. 4:<sep>eine perspektivische Darstellung des Ventils gemäss Fig. 3 mit geschlossenem Klappenteller,


  <tb>Fig. 5:<sep>das Ventil gemäss Fig. 4mit geöffnetem Klappenteller,


  <tb>Fig. 6:<sep>einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbei-spiel mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Schliesskörper, und


  <tb>Fig. 7:<sep>die schematische Darstellung einer Staubabsauganlage.

  

[0012]    Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht das allgemein mit 1 bezeichnete Explosionsschutzventil aus einem Ventilgehäuse 4 mit einer Längsmittelachse 18. Das Ventilgehäuse ist an beiden Enden mit je einem Flansch 5, 5 abgeschlossen. Das Ventil kann auf diese Weise zwischen die Rohrleitungen 2, 2 mit je einem rohrseitigen Flansch 3, 3 gekoppelt werden. Der ebene Klappenteller 9 ist an einem Klappengelenk 12 im Ventilgehäuse angelenkt. Auf der Aussenseite des Ventilgehäuses 4 bildet ein Hebelarm 13 die Fortsetzung des Klappentellers 9. An diesem Hebelarm ist eine Zugfeder 14 befestigt, deren Spannkraft mit einer Einsteilvorrichtung 15 einstellbar ist. Zusätzlich können Federdruckstücke 16 auf beiden Seiten des Hebelarms 13 die Position des Klappentellers 9 stabilisieren.

   Unter der Einwirkung der Zugfeder 14 wird der Klappenteller etwa im rechten Winkel zur Längsmittelachse 18 im Fluidstrom in der Betriebsstellung B gehalten.

  

[0013]    In der Ebene der Betriebsstellung B ist am Ventilgehäuse 4 eine Ausbuchtung 17 angeordnet, so dass der Klappenteller unterströmt werden kann. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Klappenteller 9 im äussersten Schwenkbereich angeschnitten, um die Strömungswirkung zu verbessern. Unter einem Winkel a, a von ca. 30[deg.] zur Betriebsstellung B ist auf beiden Seiten des Klappentellers 9 ein Ventilsitz 7 bzw. 7 angeordnet. Im Bereich der beiden Ventilsitze ist ausserdem je eine Verriegelungsvorrichtung 8, 8 angeordnet, welche die Aufgabe hat, den gegen den Ventilsitz gepressten Klappenteller 9 jeweils in der Schliessstellung S, S zu halten.

  

[0014]    Tritt beispielsweise im Rohr 2 eine Explosion 20 auf, bewegt sich der Klappenteller 9 gegen den Ventilsitz 7 und wird dort in der Schliessstellung S gehalten. Der Vorteil dieser Ausführung besteht aber darin, dass sie doppelt wirkend ist, so dass auch bei einem übermässigen Druck im Rohr 2 eine Schliessbewegung gegen den Ventilsitz 7 ausgelöst wird. Da der Klappenteller mit Hilfe einer Federvorspannung offen gehalten wird, kann das Ventil in jeder Lage eingebaut werden.

  

[0015]    Bei einem horizontalen Einbau des Ventils ist es besonders vorteilhaft, wenn das Klappengelenk 12 oben zu liegen kommt. Der Klappenteller 9 wird dabei auch durch die Erdanziehung in der Betriebsstellung B gehalten, und der Staub bleibt nicht im Klappengelenk 12 hängen, sondern fällt in die Ausbuchtung 17.

  

[0016]    Eine weitere Bauart ist aus den Fig. 3bis 5ersichtlich. Hier besteht das Ventilgehäuse 4 aus einem im Querschnitt kreisförmigen Rohr, welches ebenfalls an beiden Enden mit Anschlussflanschen 5, 5 versehen ist. Ein gekrümmter Klappenteller 10 ist ebenfalls an einem Klappengelenk 12 schwenkbar gelagert, wobei jedoch die Federvorrichtung für das Offenhalten in der Betriebsstellung wegfällt. In der Betriebsstellung B liegt der gekrümmte Klappenteller 10 unter der Einwirkung des Fluidstroms 6 an einem Anschlag 22 an.

  

[0017]    Wie insbesondere aus Fig. 5ersichtlich ist, ist der Klappenteller 10 gleichsinnig zur Rohrkrümmung gekrümmt. Der Ventilsitz 7 wird durch das stirnseitige Ende eines Innenrings 21 gebildet, wobei selbstverständlich die Kontur des Ventilsitzes 7 dem äusseren Rand des Klappentellers angepasst ist. Der Anschlag 22 sorgt dafür, dass im Falle einer Explosion 20 im Rohr 2 genügend Angriffsfläche am Klappenteller verbleibt, um diesen in die Schliessstellung S gemäss Fig. 4zu bewegen. Infolge der Krümmung gegen die Explosionsseite hin verfügt der Klappenteller über eine gute Drucksteifigkeit. Im Explosionsfall wird der Klappenteller ebenfalls über die Verriegelungsvorrichtung 8 in der Schliessstellung S gehalten.

   Beim Aussetzen des Fluidstroms 6 senkt sich der Klappenteller ebenfalls, doch vermag er die Verriegelungsvorrichtung 8 nicht zu überwinden, sondern liegt lediglich lose auf dieser auf.

  

[0018]    In bestimmten Fällen wäre es bei dieser Ausführungsform auch denkbar, die Dichtung stirnseitig in den Klappenteller 10 zu integrieren. Der Innenring 21 könnte dann entfallen, weil der Klappenteller unmittelbar auf der Innenseite des rohrförmigen Ventilgehäuses dichtet.

  

[0019]    Diese Version wirkt ersichtlicherweise nur bei einer Explosion bzw. bei einer Saugwelle in einer Richtung. Ohne zusätzliche Hilfsmittel kann das Ventil ausserdem nur in horizontaler Lage eingebaut werden. Eine zusätzliche Ankoppelung einer Federvorrichtung für das Aufhalten des Klappentellers wäre jedoch denkbar.

  

[0020]    Fig. 6 zeigt stark vereinfacht einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Explosionsschutzventils, bei dem die Anschlussflansche und die Anschlussrohrleitungen nicht mehr gezeigt sind. Das Grundprinzip ist jedoch ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1. Der Schliesskörper ist jedoch nicht als ebener Flächenabschnitt ausgebildet, sondern als Hohlkörper 19, der aus zwei leicht gekrümmten Einzelabschnitten zusammengesetzt ist. Dabei wird aber ebenfalls ein im Wesentlichen flächiger Teller mit parallelen Seitenwänden gebildet. Ein derartiger Schliesskörper ist ersichtlicherweise besonders biegesteif.

  

[0021]    Der Hohlkörper ist ebenfalls über ein Gelenk 12 am Ventilgehäuse 4 angelenkt und mit einem Hebelarm 13 versehen. Die Betriebs-Stellung B wird durch zwei Schraubendruckfedern 28 gehalten, die an einem Widerlager 30 abgestützt sind. Mit Hilfe von Stellschrauben 29 kann die Federkraft beeinflusst werden.

  

[0022]    Das Ventilgehäuse verfügt ebenfalls über zwei Ventilsitze 7 und 7 mit entsprechenden Dichtungen zum Abdichten in der Schliessstellung S. Die Ausbildung des Schliesskörpers als Hohlkörper erlaubt eine besonders vorteilhafte Unterbringung der Dichtungen, so dass diese umströmt werden können, ohne dass sich Schmutzansammlungen aufbauen können.

  

[0023]    In Fig. 6 ist mit strichpunktierten Linien der Hohlkörper 19 in der Schliessstellung S nach einer Explosion 20 dargestellt. In dieser Stellung wird der Hohlkörper durch die Verriegelungsvorrichtung 8 gehalten. Ersichtlicherweise kann der Hohlkörper auch in der zweiten Schliessstellung S' auf die gleiche Weise gehalten werden.

  

[0024]    In Fig. 7 ist schematisch eine Staubabsauganlage dargestellt, bei welcher drei verschiedene Maschinen 25 über eine Rohrleitung 2, 2 abgesaugt werden. Die Saugwirkung wird dabei durch einen Ventilator 27 erzeugt, vor den ein Filter 26 geschaltet ist. Zwischen den Maschinen 25 und dem Filter 26 ist das Explosionsschutzventil 1 eingebaut, so dass im Falle einer Explosion 20 in der Rohrleitung 2 die Maschinen 25 bzw. deren Bedienungspersonen geschützt werden.

Claims (7)

1. Explosionsschutzventil (1) zum Unterbrechen eines Fluidstroms (6) in einer Rohrleitung (2, 2) mit einem in einem Ventilgehäuse (4) gelagerten Schliesskörper, der unter Einwirkung eines von einem Betriebsdruck abweichenden Schliessdrucks aus einer Betriebsstellung (B) in eine Schliessstellung (S) bewegbar ist, in welcher der Schliesskörper an einem Ventilsitz (7, 7) anliegt und mittels einer Verriegelungsvorrichtung (8, 8) in der Schliessstellung haltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schliesskörper ein Klappteller (9, 10, 19) ist, der unter Federvorspannung und/oder unter Einwirkung des Fluidstroms im Ventilgehäuse (4) in der Betriebsstellung (B) haltbar ist, wobei der Klappteller im Ventilgehäuse (4) angelenkt ist und zwischen der Betriebsstellung (B) und der Schliessstellung (S) eine Schwenkbewegung von weniger als 90[deg.], vorzugsweise weniger als 60[deg.] zurücklegt.

2. Explosionsschutzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klappenteller (9, 19) unter Federvorspannung quer zu einer Strömungslängsrichtung in der Betriebsstellung (B) gehalten ist, wobei das Ventilgehäuse (4) in der Ebene des in der Betriebsstellung gehaltenen Klappentellers eine Ausbuchtung (17) für den Fluidstrom (6) aufweist.

3. Explosionsschutzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (4) zwei Ventilsitze (7, 7) aufweist, wobei der Klappenteller aus der Betriebsstellung (B) in zwei Bewegungsrichtungen in eine Schliessstellung bewegbar und dort haltbar ist.

4. Explosionsschutzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (4) als im Querschnitt kreisförmiges Rohr ausgebildet ist und dass der Klappenteller (10) gleichsinnig zur Rohrkrümmung gekrümmt ist und in der Betriebsstellung (B) unter Einwirkung des Fluidstroms an einem Anschlag (22) im Ventilgehäuse anliegt.

5. Explosionsschutzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (7) durch die Stirnseite eines im Ventilgehäuse angeordneten Innenrings (21) gebildet wird.

6. Explosionsschutzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klappenteller (9, 10, 19) als Flächenabschnitt oder als Hohlkörper ausgebildet ist.

7. Verwendung eines Explosionsschutzventils nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in der Aspirationsleitung einer Staubabsauganlage zwischen einem Staubfilter (26) und einer Staubquelle (25).