Schnellschlussventil In Schutzräumen, die Schutz gegen Explosions wirkungen irgendwelcher Art bieten sollen, sowie in Reaktoren und ähnlichen Bauwerken ist es erforderlich, ständig Frischluft in erheblicher Menge zuzuführen, diese Frischluftzufuhr aber innerhalb kürzester Zeiten so dicht abzuschliessen, dass der Verschluss auch hohen Druckbeanspruchungen standhält.
Zu diesem Zweck sind Schnellschlussventile erforderlich, wobei es bekannt ist, Schnel'lschlussventile zu verwenden, bei denen der bewegbare Ventilteil eine Prallfläche auf weist oder mit einer Prallfläche verbunden ist, so dass eine auf die Prallfläche auftreffende Druckwelle die Schliessung des Ventils bewirkt. Es wurde ferner vom Erfinder der vorliegenden Erfindung bereits vorge schlagen, die Schliessung solcher Schnellschlussventile durch die Einwirkung von Licht,Wärme oder Druck, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Relais, zu bewirken.
Es sind Schnellschlussventile bekannt, bei denen pendelnd oder verschiebbar aufgehängte Klap pen oder Körper durch eine zwischen Zufluss- und Abflussleitung auftretende Druckdifferenz geschlossen werden. Den sehr hohen Anforderungen, die an die Schnellschlussventile in den Frischluftzuleitungen von Schutzräumen oder Reaktoren gestellt werden müssen, sind die bekannten Schnellschlussventile jedoch nicht gewachsen.
Bei diesen Ventilen ist es nicht nur erfor derlich, dass sich die Ventile beim Auftreffen einer Druckwelle sehr rasch schliessen, es muss auch ein hoher Anpressdruck erzielt werden, und das Ventil soll eine hohe Stabilität aufweisen, wozu erforderlich ist, dass es sich erst bei einer wesentlich geringeren Druck differenz wieder öffnet, als zur Schliessung ausreichend ist.
Es ist ein vom Erfinder vorgeschlagenes Schnell schlussventil bekannt, bei dem ein die Leitung ab- schliessender zylindrischer, prismatischer oder kegel- oder pyramidenförmiger Teil mit öffnungen in der Mantelfläche vorgesehen ist, in den ein zweiter, gleich artiger Teil mit entsprechenden öffnungen in seiner Mantelfläche verschiebbar oder drehbar ist.
Diese be kannten Schnellschlussventile erfüllen zwar die Bedin gungen, dass sie sich sehr rasch schliessen, und dass sie geöffnet einen :sehr hohen Durchströmquerschnitt ha ben;
sie erfüllen aber nicht die Bedingung, dass sie auch bei sehr hohen Druckdifferenzen dicht schliessen, weil es nicht möglich ist, die beim Öffnen und Schlies- sen des Ventils aneinandergleitenden Flächen so stark gegeneinander zu pressen, dass auch bei hohen Druck differenzen kein Gas durch das Ventil durchsickern kann. Gegenstand der Erfindung ist ein Schnellschluss- ventil, bei dem alle vorstehend genannten Vorausset zungen erfüllt sind.
Das Schnellschlussventi@l gemäss der Erfindung besitzt einen kegel- oder pyramidenförmigen Ventilkörper und einen entsprechend ebenfalls kegel- bzw. pyramidenförmigen Ventilsitz.
Erfindungsge- mäss sind dabei Ventilkörper und Ventilsitz treppenför- mig, und es befinden sich zwischen den Treppenstufen sowohl des Ventilkörpers als auch des Ventilsitzes Durchlassöffnungen, die miteinander in Verbindung stehen, wenn sich die Treppenstufen von Ventilkörper und Ventilsitz nicht berühren, und die voneinander getrennt sind, wenn sich diese Treppenstufen dichtend berühren. Eine besondere vorteilhafte Ausführungs form ergibt sich, wenn zwischen je zwei benachbarten Durchlassöffnungen des Ventilkörpers bzw. des Ven tilsitzes sich zwei Treppenstufen befinden.
Ein beson- ders zuverlässiger Schutz wird erreicht, wenn das ver wendete Schnellschlussventil nach beiden Bewegungs richtungen schliesst, so dass es sowohl auf äusseren Überdruck als auch auf äusseren Unterdruck anspricht. Dies kann beim Schnel'lschlussventil nach der Erfin dung dadurch sichergestellt werden, dass sich der Kohl kegel- bzw. hohlpyramidenförmige Ventilkörper zwi schen zwei entsprechend kegel- bzw. pyramidenförmi gen Ventilsitzen befindet derart, dass seine beiderseits ausgebildeten Treppenstufen je nach der Verschie bungsrichtung sich dichtend an die Treppenstufen des äusseren oder des inneren Ventilsitzes anlegen.
Um eine besonders zuverlässige Abdichtung zu erzielen, werden zweckmässig die Treppenstufen so ausgebildet, dass die Stufen jeweils des einen der beiden Teile Rip pen und die Stufen des anderen der beiden Teile Nuten, in die elastische Dichtkörper eingelegt sind, auf weisen, so dass sich die Rippen am einen Teil in die elastischen Dichtkörper am anderen Teil einpressen. Damit bei einer solchen Anordnung die Dichtkörper beim Auftreten extrem hoher Drucke, wie sie bei Ex plosionswellen zu gewärtigen sind, nicht beschädigt werden, können die Treppenstufen zweckmässig so aus gebildet sein, dass die Bewegung des Ventilkörpers durch Anschläge begrenzt ist.
Der die Trepenstufen aufweisende Ventilkörper ist, damit das Ventil auf Druckdifferenzen ansprechen kann, zweckmässig gegen eine Federkraft in Längs richtung verschiebbar so angeordnet, dass in seiner Ruhelage seine Treppenstufen dieTreppenstufen des Ventilsitzes nicht berühren, dass aber beim Auftreffen einer Druckwelle auf die Stirnfläche des Ventilkörpers sich dieser gegen die Federkraft bis zur dichtenden Be rührung der Treppenstufen verschiebt.
Als Feder kann dabei eine elastische Dose dienen, deren Innenraum mit dem durch das Schnellschlussventil abzusperrenden Raum in Verbindung steht, wodurch erreicht wird, dass die Ansprechempfindlichkeit auf Druckdifferenzen unabhängig von den Schwankungen des atmosphäri schen Luftdruckes ist. Diese Verbindungsleitung ,ist zweckmässig absperrbar oder durch Überdruck oder Unterdruck beaufschlagbar. Dadurch wird erreicht, dass das öffnen und Schliessen des Ventils, auch wenn kein äusserer Über- oder Unterdruck vorhanden ist, vom Schutzraum aus bewirkt werden kann, ohne dass dazu zusätzliche Verbindungsleitungen oder Steuer mittel erforderlich sind.
Wenn beispielsweise von der Bunkerleitung erkannt wird, dass eine Explosion zu erwarten ist, so kann auf diese Weise durch Absaugen von Luft aus der Verbindungsleitung oder Einpumpen von Luft in die Verbindungsleitung das Ventil schon vorsorglich geschlossen werden.
In den Figuren 1, 2 und 3 ist ein Schnellschlussven- til nach der vorliegenden Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig.1 das Ventil in Offenstellung, Fig. 2 das Ventil in Schliessstellung bei äusserem Überdruck, Fig. 3 das Ventil in Schliessstellung bei äusserem Unterdruck. In diesen schematischen Figuren sind Einzelheiten, wie Führungen des beweglichen Ventilkörpers, die auf den Ventilkörper einwirkenden Federn und Dichtungs vorrichtungen zur besseren Übersichtlichkeit weggelas sen.
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen jeweils einen Längs schnitt durch die Pinke Hälfte des Ventils, wobei Ven tilkörper und Ventilsitz kegelförmig oder pyramiden förmig sein können und die strichpunktierte Linie die Kegel- bzw. Pyramidenachse darstellt. In der folgen den Beschreibung wird angenommen, dass es sich um ein kegelförmiges Ventil handelt, doch gelten die Aus führungen sinngemäss auch für ein Ventil mit pyrami denförmigem Ventilkörper und Ventilsitz. Das Ventil nach Fig. 1 bis 3 besteht aus einem äusseren, hohlke gelförmigen Ventilsitz 2a und einem inneren hohlke gelförmigen Ventilsitz 2b, zwischen denen sich der hohlkegelförmige Ventilkörper 3 befindet, der sowohl aussen als auch innen Treppenstufen aufweist.
Zwi schen je zwei Treppenstufen befindet sich eine Durch- lassöffnung 7. Der äussere Ventilsitz 2a hat an seiner Innenseite, der innere Ventilsitz 2b an seiner Aussen seite ebenfalls Treppenstufen, deren Höhe der Höhe der Treppenstufen des Ventilkörpers entspricht. Auch hier sind jeweils zwischen zwei Treppenstufen Durch- lassöffnungen 8 im äusseren Ventilsitz und 9 im inne ren Ventilsitz vorgesehen.
Wie Fig. 1 zeigt, sind diese Durchlassöffnungen so angeordnet, dass, wenn sich der Ventilkörper in der in Fig. 1 dargestellten Mittellage befindet, jeweils drei Öffnungen 8, 7, 9 in gleicher Höhe liegen, so dass die Luft ohne nennenswerten Strömungs widerstand durch diese Ventilöffnungen hindurchströ- men kann. Dabei können die Öffnungen sowohl bei kegelförmiger als auch bei pyramidenförmiger Aus bildung der Ventile breite Schlitze sein, so dass der Durchlassquerschnitt des geöffneten Ventiles sehr gross ist.
Der äussere und der innere Ventilsitz haben an ihren in den Figuren oben liegenden Enden Öffnungen 10 bzw. 11, während der Ventilkörper an seiner Oberseite durch eine Platte 12 verschlossen ist. Die unteren En den der Ventilsitze 2a und 2b sind dicht miteinander verbunden.
Bei geöffnetem Ventil tritt infolge des grossen Ge samtquerschnittes der Durchströmöffnungen zwischen der Aussenseite ,und der Innenseite des Schnellschluss- ventils keine merkliche Druckdifferenz auf. Wirkt aber auf die Platte 12 von oben her ein Überdruck, etwa durch Auftreffen der Front einer Druckwelle, so be wegt sich der Ventilkörper 3 entgegen der nicht ge zeichneten elastischen Kraft nach unten, so dass sich die Durchlassöffnungen 7 gegen die Durchlassöffnun- gen 8, 9 verschieben.
Dadurch erhöht sich, auch wenn das Ventil noch nicht ganz geschlossen ist, der Strö mungswiderstand und dadurch auch die Differenz zwi schen den von beiden Seiten auf die Platte 12 wirken den Drucken. Unter dem Einfluss einer solchen Druck differenz schliesst sich das Ventil vollständig, bis die Unterseiten der Treppenstufen des Ventilkörpers 3 auf den Oberseiten der Treppenstufen des Ventilsitzes 2b dichtend aufliegen, wie dies ,in Fig. 2 dargestellt ist.
Sobald sich das Ventil vollständig geschlossen hat, wirkt die Druckdifferenz zwischen der Aussenseite und der Innenseite auf die gesamte, von der grössten ring förmigen Dichtfläche 13 umschlossene Fläche, so dass die Kraft, mit der das Ventil geschlossen gehalten wird, bei gleicher Druckdifferenz wesentlich grösser .ist als die Kraft, die den Schliessvorgang einleitet, da diese den Schliessvorgang einleitende Kraft gleich der Druck differenz ist, die auf die Platte 12 wirkt.
Weist bei spielsweise die ringförmige Dichtfläche 13 den vierfa chen Durchmesser der Platte 12 auf, so erhöht sich die Schliesskraft in dem Augenblick, in dem der Ventil- schluss vollzogen ist, auf den sechzehnfachen Wert.
Fig. 3 zeigt die Stellung des Ventils, wenn sich dieses nicht durch einen von oben wirkenden Über druck, sondern durch einen von oben wirkenden Unter druck bzw. einen von unten wirkenden Überdruck ge schlossen hat. Hier ist für die Schliesskraft die von der Dichtfläche 14 umschlossene Fläche massgebend. Wie die Figuren 2 und 3 erkennen lassen, sind, sobald sich die Treppenstufen des Ventilkörpers und eines Ventil sitzes dichtend berühren, .sämtliche Durchlässe ge schlossen. Die Flächen, auf die der äussere Überdruck im Sinne eines Wiederöffnens des Ventils einwirken kann, sind sehr klein im Vergleich zu der von der Dichtfläche 13 bzw. 14 umschlossenen Fläche, die die Schliesskraft bestimmt.
Auch bei sehr hohen Druck differenzen ist ein Einsickern von Luft nicht zu be fürchten, insbesondere, wenn an den Dichtflächen Dichtungskörper vorgesehen sind. Das öffnen des Ven tils erfolgt erst, wenn die Druckdifferenz zwischen Aus sen- und Innenraum so weit abgenommen hat, dass die schon mehrfach erwähnte Schliesskraft, die von dem Durchmesser der Dichtungsfläche 13 bzw. 14 abhängt, kleiner ist als die elastische Kraft, die das Ventil in Offenstellung hält.
Da das Schliessen des Ventils erst bewirkt wird, wenn die auf die Platte 12 allein wirken de Druckdifferenz die elastische Kraft überschreitet, ergibt sich, dass das Ventil sich erst bei einer sehr viel geringeren Druckdifferenz öffnet als der Druckdiffe renz, die das Schliessen bewirkt, d. h. das Ventil weist eine hohe Stabilität auf, und es .ist die Gefahr, dass das Ventil bei einer Druckdifferenz, die gerade an der Grenze der Schliesskraft liegt, flattern könnte, sicher vermieden.
Ein Ausführungsbeispiel eines Ventiles gemäss der Erfindung ist in Figur 4 dargestellt. In einem Ventil gehäuse 1 mit Flanschen la, 1b und 1c sind der Ven tilkörper und die Ventilsitze angeordnet, die mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind wie in den Fi guren 1 bis 3. Um eine zuverlässige Abdichtung zu er zielen, sind an den Unterseiten der Treppenstufen des äusseren Ventilsitzes 2a und des Ventilkörpers 3 Rip pen 15 vorgesehen und an den Oberseiten der Treppen stufen des Ventilkörpers 3 und des inneren Ventilsitzes 2b Nuten, in die elastische Dichtkörper 16, beispiels weise aus natürlichem oder synthetischem Gummi, ein gelegt sind.
Beim Schliessen des Ventiles pressen sich die Rippen 15 in die elastischen Dichtkörper 16 ein, und die Einpressung nimmt mit zunehmender Schliess- kraft zu. Bei stark anwachsendem äusseren Über- oder Unterdruck könnte die Gefahr einer Zerstörung der elastischen Dichtungskörper 16 durch Überbean spruchung bestehen.
Einer solchen Überbeanspruchung wird dadurch vorgebeugt, dass die Verschiebung des Ventilkörpers 3 dadurch begrenzt ist, dass sich die Oberseiten 17 und Unterseiten 18 der Treppenstufen gegeneinanderlegen, wenn die Rippen in ihrer ganzen Höhe in den Dichtungskörper eingedrückt sind. Bei der Ausführungsform nach Figur 4 ist der Ventilkör per 3 über eine die elastische Kraft liefernde Dose 4 an einer Einstell- und Zentrierspindel 5 befestigt, wobei die Dose 4 als :geschlossene Federdose unter Verwen dung eines Wellrohres ausgebildet ist.
Zur genauen Einstellung des Ventilkörpers 3 sind in die Spindel 5 zwei Gewinde 5a und 5b mit verschiedener Ganghöhe eingeschnitten. Wird die Spindel gedreht, so verschiebt sich die .untere Abschlussplatte 4a der Dose 4 nur um die Differenz der Gewindesteigungen der beiden Ge winde. Dadurch ist eine sehr :genaue Einstellung ge währleistet. Ein glatter Teil 19 der Gewindespindel, der in einem Rohr 20 gleitet, dient zur Zentrierung des Ventilkörpers 3. Das Innere der Federdose 4 steht über eine Bohrung 21 in der Gewindespindel 5, die eine seitliche öffnung hat, und eine weitere Bohrung 22 in der Grundplatte la des Ventilgehäuses 1 mit dem durch das Ventil zu schützenden Raum in Verbindung.
Dadurch wird erreicht, dass die die Schliessung des Ventils einleitende Druckdifferenz vom Luftdruck in nerhalb des zu schützenden Raumes abhängig ist. Ist durch die Durchlassöffnungen des Ventils während des Anstiegs der Druckwelle bereits etwas Luft einge drungen, so dass innerhalb des Ventils bereits ein höherer Luftdruck herrscht als im zu schützenden Raum, so ist auf diese Weise für die Druckdifferenz, die die Schliessung des Ventils bewirkt, nicht die Diffe renz des Aussendrucks gegen diesen bereits erhöhten Druck im Ventil, sondern die Differenz des Aussen drucks gegenüber dem Druck im zu schützenden Raum massgebend. Dadurch ist eine weitere Sicherheit er zielt.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ventils gemäss der Erfindung, das nur auf äusseren Überdruck anspricht. In diesem Fall ist nur ein hohl- kegelförmiger, mit Treppenstufen versehener äusserer Ventilsitz 2a erforderlich und der Ventilkörper 3 be sitzt nur an seiner dem äusseren Ventilsitz zugewand ten Aussenseite Treppenstufen. Im übrigen sind auch hier die der Figur 3 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Bei diesem Ventil ist ferner noch eine Feststellvorrichtung vorgesehen, die aus einem federbelasteten Stift 23 besteht, der bei geschlos senem Ventil in eine Aussparung 24 des Ventilkörpers einrastet. Durch diese Feststellvorrichtung wird das Ventil, auch wenn vollständiger Druckausgleich zwi schen Aussenraum und Innenraum eingetreten ist, ge schlossen gehalten, bis durch einen über die Öse 25 auf den Stift 24 ausgeübten Zug das Ventil zum Öffnen freigegeben wird.
Zum Unterschied vom Ausführungs- beispiel nach Fig. 4 verjüngen sich in diesem Fall Ven tilsitz und Ventilkörper nach innen, jedoch kann auch bei dieser nur einseitig wirkenden Ausführungsform auch die in Fig. 4 dargestellte Formgebung mit sich nach aussen verjüngendem Ventilsitz und Ventilkörper angewandt werden, ebenso wie beim doppelseitig wirkenden Ventil nach Fig. 4 ähnlich wie in Fig. 5 auch eine sich nach innen verjüngenden Formgebung an wendbar ist. Das Schnellschlussventil gemäss der Er findung ist besonders geeignet als Schutzventil, um hochwirksame Luftfilter, z.
B. Submikronfilter, die die Luft für die Normalbelüftung reinigen und die gegen Druckwellen sehr empfindlich sind, vor der Einwir kung von Druckwellen zu schützen. Anstatt den Schliessvorgang durch die auf die Platte 12 einwirken de Druckwelle einzuleiten, kann der Schliessvorgang auch mechanisch oder elektromagnetisch, etwa in Ab hängigkeit von der Licht-, Wärme- oder Druckwirkung, die von einer Explosion ausgeht und von einem Messinstrument aufgenommen wird, eingeleitet wer den. Auch in diesem Fall bleibt der Vorteil erhalten, dass ein Ansteigen der Druckdifferenz zwischen dem Aussen- und dem Innenraum eine Erhöhung der das Ventil geschlossen haltenden Schliesskraft bewirkt.
Quick-closing valve In shelters that are supposed to offer protection against explosion effects of any kind, as well as in reactors and similar structures, it is necessary to constantly supply a considerable amount of fresh air, but to close this fresh air supply so tightly within a very short time that the closure can withstand high pressure loads.
Quick-closing valves are required for this purpose, whereby it is known to use quick-closing valves in which the movable valve part has an impact surface or is connected to an impact surface so that a pressure wave striking the impact surface causes the valve to close. It has also been proposed by the inventor of the present invention to bring about the closure of such quick-acting valves by the action of light, heat or pressure, possibly with the interposition of relays.
There are quick-closing valves known in which pendulum or slidably suspended flaps or bodies are closed by a pressure difference occurring between the inflow and outflow line. However, the known quick-action valves are not up to the very high demands that must be made on the quick-acting closing valves in the fresh air supply lines of shelters or reactors.
With these valves, it is not only necessary that the valves close very quickly when a pressure wave hits, a high contact pressure must also be achieved, and the valve should have a high level of stability, for which it is necessary that it only be at a opens again at a much lower pressure difference than is sufficient to close.
A quick-acting valve proposed by the inventor is known in which a cylindrical, prismatic, or conical or pyramidal part with openings in the jacket surface is provided, in which a second, similar part with corresponding openings in its jacket surface can be displaced or rotatable.
These well-known quick-closing valves meet the conditions that they close very quickly and that they open: have a very high flow cross-section;
However, they do not meet the requirement that they close tightly even at very high pressure differences, because it is not possible to press the surfaces that slide against each other when the valve is opened and closed so strongly that no gas can pass through the Valve can seep through. The invention relates to a quick-acting valve in which all of the above-mentioned prerequisites are met.
The Schnellschlussventi @ l according to the invention has a conical or pyramidal valve body and a correspondingly likewise conical or pyramidal valve seat.
According to the invention, the valve body and valve seat are step-shaped, and there are passage openings between the steps of both the valve body and the valve seat, which are in communication with each other when the steps of the valve body and valve seat do not touch and which are separated from each other when these stairs touch each other. A particularly advantageous embodiment is obtained when there are two steps between each two adjacent passage openings of the valve body or the Ven tilsitzes.
Particularly reliable protection is achieved if the quick-acting closing valve used closes in both directions of movement so that it responds to both external overpressure and external negative pressure. This can be ensured with the quick-closing valve according to the invention by the fact that the Kohl cone-shaped or hollow-pyramid-shaped valve body is located between two correspondingly conical or pyramidal valve seats in such a way that its steps formed on both sides form a seal depending on the direction of displacement Apply to the steps of the outer or inner valve seat.
In order to achieve a particularly reliable seal, the steps are expediently designed so that the steps of one of the two parts Rip pen and the steps of the other of the two parts have grooves in which the elastic sealing body are inserted, so that the Press ribs on one part into the elastic sealing body on the other part. So that in such an arrangement the sealing body is not damaged when extremely high pressures occur, as can be expected from explosion waves, the steps can be appropriately formed so that the movement of the valve body is limited by stops.
The valve body having the stairs is, so that the valve can respond to pressure differences, expediently displaceable in the longitudinal direction against a spring force so that in its rest position its stairs do not touch the stairs of the valve seat, but that when a pressure wave hits the face of the valve body this moves against the spring force up to the sealing loading of the stairs.
An elastic box can serve as a spring, the interior of which is connected to the space to be shut off by the quick-acting valve, which means that the sensitivity to pressure differences is independent of the fluctuations in atmospheric air pressure. This connecting line can expediently be shut off or acted upon by overpressure or underpressure. It is thereby achieved that the opening and closing of the valve, even if there is no external overpressure or underpressure, can be effected from the protected space without additional connecting lines or control means being required for this purpose.
If, for example, the bunker line detects that an explosion is to be expected, the valve can be closed as a precaution in this way by sucking air out of the connecting line or pumping air into the connecting line.
In FIGS. 1, 2 and 3, a quick-acting valve according to the present invention is shown schematically, for example, namely FIG. 1 shows the valve in the open position, FIG. 2 the valve in the closed position with external overpressure, FIG. 3 the valve in the closed position with external negative pressure. In these schematic figures, details such as guides of the movable valve body, the springs acting on the valve body and sealing devices for better clarity are weggelas sen.
Figures 1, 2 and 3 each show a longitudinal section through the pink half of the valve, the valve body and valve seat may be conical or pyramidal and the dash-dotted line represents the cone or pyramid axis. In the following description, it is assumed that it is a conical valve, but the statements apply mutatis mutandis to a valve with a pyramidal valve body and valve seat. The valve according to FIGS. 1 to 3 consists of an outer, Hohlke gel-shaped valve seat 2a and an inner Hohlke gel-shaped valve seat 2b, between which the hollow cone-shaped valve body 3 is located, which has both outside and inside steps.
There is a passage opening 7 between every two steps. The outer valve seat 2a has steps on its inside and the inner valve seat 2b on its outside, the height of which corresponds to the height of the steps of the valve body. Here, too, passage openings 8 are provided in the outer valve seat and 9 in the inner valve seat between two steps.
As FIG. 1 shows, these passage openings are arranged in such a way that, when the valve body is in the central position shown in FIG. 1, three openings 8, 7, 9 are at the same height, so that the air flows through without significant flow resistance can flow through these valve openings. In this case, the openings can be wide slots both with a conical and with a pyramid-shaped design of the valves, so that the passage cross-section of the opened valve is very large.
The outer and inner valve seats have openings 10 and 11, respectively, at their upper ends in the figures, while the valve body is closed on its upper side by a plate 12. The lower end of the valve seats 2a and 2b are tightly connected.
When the valve is open, there is no noticeable pressure difference between the outside and the inside of the quick-acting valve due to the large overall cross-section of the flow openings. If, however, an overpressure acts on the plate 12 from above, for example through the impact of the front of a pressure wave, the valve body 3 moves downwards against the elastic force (not shown), so that the passage openings 7 move against the passage openings 8, 9 move.
This increases, even if the valve is not yet fully closed, the flow resistance and thus also the difference between the pressure acting on the plate 12 from both sides. Under the influence of such a pressure difference, the valve closes completely until the undersides of the steps of the valve body 3 rest in a sealing manner on the upper sides of the steps of the valve seat 2b, as shown in FIG.
As soon as the valve has closed completely, the pressure difference between the outside and the inside acts on the entire area enclosed by the largest ring-shaped sealing surface 13, so that the force with which the valve is kept closed is significantly greater with the same pressure difference. is the force that initiates the closing process, since this force initiating the closing process is equal to the pressure difference that acts on the plate 12.
If, for example, the ring-shaped sealing surface 13 has four times the diameter of the plate 12, the closing force increases to sixteen times the value at the moment when the valve is closed.
Fig. 3 shows the position of the valve when this has not closed by an overpressure acting from above, but by a negative pressure acting from above or an overpressure acting from below. Here, the area enclosed by the sealing surface 14 is decisive for the closing force. As can be seen in Figures 2 and 3, as soon as the steps of the valve body and a valve seat touch sealingly, all the passages are closed. The areas on which the external overpressure can act in the sense of reopening the valve are very small compared to the area enclosed by the sealing surface 13 or 14, which determines the closing force.
Even with very high pressure differences, air infiltration is not to be feared, especially if sealing bodies are provided on the sealing surfaces. The valve is only opened when the pressure difference between the outside and inside has decreased so far that the closing force, which has already been mentioned several times and which depends on the diameter of the sealing surface 13 or 14, is smaller than the elastic force that the Holds valve in open position.
Since the valve is only closed when the pressure difference acting on the plate 12 alone exceeds the elastic force, the result is that the valve only opens at a much lower pressure difference than the pressure difference that causes the closing, i.e. . H. the valve has a high level of stability, and the risk that the valve could flutter at a pressure difference that is just at the limit of the closing force is reliably avoided.
An embodiment of a valve according to the invention is shown in FIG. In a valve housing 1 with flanges la, 1b and 1c of the Ven tilkörper and the valve seats are arranged, which are denoted by the same reference numerals as in the fi gures 1 to 3. To achieve a reliable seal, are on the underside of the Steps of the outer valve seat 2a and the valve body 3 Rip pen 15 provided and on the tops of the steps of the valve body 3 and the inner valve seat 2b grooves in which the elastic sealing body 16, for example made of natural or synthetic rubber, are placed.
When the valve is closed, the ribs 15 press into the elastic sealing body 16, and the press-in increases as the closing force increases. If the external overpressure or underpressure increases significantly, there could be a risk of the elastic sealing body 16 being destroyed by overuse.
Such overstressing is prevented by the fact that the displacement of the valve body 3 is limited in that the upper sides 17 and lower sides 18 of the steps lie against one another when the ribs are pressed into the sealing body in their entire height. In the embodiment according to FIG. 4, the valve body is attached to an adjusting and centering spindle 5 via a can 4 delivering the elastic force, the can 4 being designed as a closed spring can using a corrugated tube.
For precise adjustment of the valve body 3, two threads 5a and 5b with different pitches are cut into the spindle 5. If the spindle is rotated, the lower end plate 4a of the can 4 only moves by the difference in the thread pitches of the two threads. This ensures a very: precise setting. A smooth part 19 of the threaded spindle that slides in a tube 20 is used to center the valve body 3. The interior of the spring socket 4 protrudes through a bore 21 in the threaded spindle 5, which has a lateral opening, and another bore 22 in the base plate la of the valve housing 1 in connection with the space to be protected by the valve.
It is thereby achieved that the pressure difference which initiates the closing of the valve is dependent on the air pressure within the space to be protected. If some air has already penetrated through the passage openings of the valve during the rise of the pressure wave, so that there is already a higher air pressure inside the valve than in the space to be protected, then there is no pressure difference that causes the valve to close the difference between the external pressure and this already increased pressure in the valve, but rather the difference between the external pressure and the pressure in the space to be protected is decisive. This is another security he aims.
Fig. 5 shows a further embodiment of a valve according to the invention, which responds only to external overpressure. In this case, only a hollow conical, outer valve seat 2a provided with steps is required and the valve body 3 is only seated on its outside step facing the outer valve seat. Otherwise, the parts corresponding to FIG. 3 are also denoted by the same reference numerals.
In this valve, a locking device is also provided, which consists of a spring-loaded pin 23 which engages in a recess 24 of the valve body when the valve is closed. Through this locking device, the valve is kept closed, even if complete pressure equalization between the outer space and inner space has occurred, until the valve is released to open by a train exerted on the pin 24 via the eyelet 25.
In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 4, in this case the valve seat and valve body taper inwards, but the shape shown in FIG. 4 with the valve seat and valve body tapering outwards can also be used in this embodiment which only acts on one side. just as with the double-acting valve according to FIG. 4, similar to that in FIG. 5, an inwardly tapering shape can also be used. The quick-closing valve according to the invention He is particularly suitable as a protective valve to highly effective air filters, such.
B. Submicron filters that clean the air for normal ventilation and that are very sensitive to pressure waves to protect against the impact of pressure waves. Instead of initiating the closing process by the pressure wave acting on the plate 12, the closing process can also be initiated mechanically or electromagnetically, for example as a function of the light, heat or pressure that emanates from an explosion and is recorded by a measuring instrument the. In this case, too, the advantage remains that an increase in the pressure difference between the outside and the inside causes an increase in the closing force that keeps the valve closed.