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Die Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätiges Ventil, insbesondere Rückschlagventil, mit einem Ventilsitz, der Durchgangsöffnungen aufweist, einer Verschlussplatte, welche die Durchgangsöffnungen steuert, und einer im
Abstand vom Ventilsitz angeordneten Lenkerplatte mit flexiblen Lenkerarmen, die mit der Verschlussplatte verbunden sind und diese reibungsfrei führen.
Ventile dieser Bauart werden als Rückschlagventile in Rohrleitungen und als selbsttätige Arbeitsventile in
Kolbenverdichtern verwendet. Sie sollen mit ihrer Verschlussplatte die Durchgangsöffnungen im Ventilsitz möglichst schon in drucklosem Zustand sicher abschliessen, um eine Rückströmung des von ihnen gesteuerten
Mediums zu verhindern. Insbesondere bei ihrer Verwendung als Rückschlagventil sollen sie aber auch der
Strömung einen nur kleinen Widerstand entgegensetzen, damit nachteilige Druckverluste und
Druckschwankungen in der Rohrleitung vermieden werden.
Bei den bekannten Ausführungen solcher Ventile ist die Verschlussplatte durch Federn belastet, die sie auf den Ventilsitz drücken. Wenn die Verschlussplatte durch eine Lenkerplatte reibungsfrei geführt ist, müssen die
Ventilfedern so bemessen sein, dass sie auch die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft der flexiblen Lenkerarme überwinden. Die resultierende Schliesskraft kann dabei zwar beliebig klein gehalten werden, trotzdem tritt aber beim öffnen des Ventils ein verhältnismässig grosser Widerstand auf, weil sich die Steifigkeiten def Ventilfedern und der flexiblen Lenkerarme bekanntlich addieren.
Bei einer weiterhin bekannten Ausführung, bei der die flexiblen Lenkerarme aus der Lenkerplatte gegen die Verschlussplatte bleibend herausgebogen sind und zugleich die Aufgabe der Ventilfedern übernehmen, ist die insgesamt zu überwindende Steifigkeit zwar geringer. Das
Vorbiegen der flexiblen Lenkerarme ist jedoch umständlich und ausserdem ist es bei dieser Ausbildung verhältnismässig schwierig, die gewünschte Schliesskraft zu erreichen, da die Lenkerarme nur schwer entsprechend genau bleibend vorgebogen werden können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Ventil mit reibungsfrei geführter Verschlussplatte zu schaffen, das aus ebenen Platten billig hergestellt werden kann, eine genaue Wahl der gewünschten Federkräfte ermöglicht und bei dessen Hubbewegung trotzdem nur geringe Federsteifigkeiten zu überwinden sind.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen den flexiblen Lenkerarmen der Lenkerplatte und der Verschlussplatte Abstandsstücke, z. B. Hülsen, angeordnet sind, deren Länge wenigstens annähernd dem bei geschlossenem Ventil vorhandenen Abstand zwischen den beiden Platten gleich gross ist. Es sind somit sowohl eigene Ventilfedern als auch eine bleibende Vorbiegung der flexiblen Lenkerarme der Lenkerplatte überflüssig. Bei der Hubbewegung ist lediglich die Steifigkeit der flexiblen Lenkerarme zu überwinden, die bei geschlossenem Ventil in der Ebene der Lenkerplatte liegen und beim Abheben der Verschlussplatte vom Ventilsitz aus der Plattenebene elastisch herausbewegt werden.
In überraschender Weise wird dabei auch eine vorteilhafte Federcharakteristik der auf die Verschlussplatte wirkenden Befederung erzielt, da bei geschlossenem Ventil praktisch keine Federkraft vorhanden ist, während des öffnungshubes hingegen die Federkraft durch fortschreitende Ausbiegung der flexiblen Lenkerarme aus der Ebene der Lenkerplatte stetig ansteigt. Dadurch ergibt sich ausserdem eine verhältnismässig geringe mechanische Beanspruchung der flexiblen Lenkerarme der Lenkerplatte sowie auch allfälliger flexibler Arme der Verschlussplatte, an welchen die Lenkerarme angreifen. Schliesslich werden nachteilige innere Materialspannungen in den Lenkerarmen, die bei bleibender Vorbiegung von Plattenteilen aus der Plattenebene meist auftreten, sicher vermieden.
Die gewünschte, bei geschlossenem Ventil auf die Verschlussplatte wirkende Schliesskraft kann durch Wahl der Länge der Abstandsstücke beliebig festgelegt werden. Vorzugsweise ist die Länge der Abstandsstücke geringfügig grösser als der Abstand zwischen den beiden Platten. Es ist aber auch möglich, jedes andere Verhältnis zwischen der Länge der Abstandsstücke und dem Abstand zwischen den Platten zu wählen.
Wenn zur Begrenzung des Öffnungshubes der Verschlussplatte ein Fänger vorgesehen ist, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Fänger wenigstens im Bereich der flexiblen Lenkerarme der Lenkerplatte Ausnehmungen für die Aufnahme der Lenkerarme und der Abstandsstücke aufweisen, vorzugsweise konkav ausgebildet sein. Vorteilhaft ist dabei die Lenkerplatte mit ihrer Nabe im Zentrum des konkaven Fängers eingespannt und liegt mit ihrem äusseren Bereich am Fänger mit Vorspannung an. Ein solcher Fänger kann beispielsweise durch konisches Ausdrehen seiner Anschlagfläche leicht hergestellt werden.
Beim erfindungsgemässen Ventil ist jedoch ein Fänger nicht unbedingt erforderlich, insbesondere weil keine Ventilfedern abgestützt werden müssen. Es kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Lenkerplatte im Bereich ihres Aussenrandes im Abstand vom Ventilsitz festgehalten sein und zugleich zur Hubbegrenzung der Verschlussplatte dienen. Dabei kann eine Nabe der Lenkerplatte wegfallen. Bei der Hubbegrenzung trifft lediglich die Verschlussplatte selbst auf der Lenkerplatte auf, wogegen die flexiblen Lenkerarme mit den Abstandsstücken und bei dieser Ausbildung zweckmässig vorgesehene flexible Arme der Verschlussplatte im Zentrum des Ventils frei ausschwingen können. Es werden dadurch vor allem auch die Nietverbindungen geschont, die zur Verbindung der flexiblen Lenkerarme mit der Ventilplatte unter Zwischenschaltung der Abstandsstücke gewöhnlich vorgesehen sind.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Ventils dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen axialen Mittelschnitt durch das erfindungsgemässe Ventil, links offen und rechts geschlossen, Fig. 2 die zugehörige Verschlussplatte im Grundriss und Fig. 3 die Lenkerplatte im Grundriss.
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--1-- mit Durchgangsöffnungen --2--,Ventilsitz--l--angeordnet ist, sowie aus einer Verschlussplatte --6-- und einer Lenkerplatte--7--, die beide im Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz--l--und dem Fänger-3--vorgesehen sind.
In der rechten Hälfte der Fig. 1 ist das Ventil in geschlossenem Zustand dargestellt, wobei die Verschlussplatte --6--
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abdichtenden Teil der Verschlussplatte-6-bildet und von dem flexible Arme --9-- ausgehen. An den Enden der Arme--9--sind Bohrungen--10--vorgesehen, die zur Verbindung mit der Lenkerplatte --7-- dienen. Diese ist in Fig. 3 dargestellt und weist ebenfalls einen geschlossenen Ring --11-- auf. Von diesem gehen flexible Lenkerarme--12--aus, an deren Enden zur Verbindung mit den Armen--9--der Verschlussplatte--6--Bohrungen--13--vorgesehen sind. Ferner besitzt die Lenkerplatte --7-- eine Nabe--14--, die über weitere flexible Arme --15-- mit dem geschlossenen Ring--11--in Verbindung steht.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Nabe --14-- zwischen dem Fänger --3-- und dem Distanzring - fest eingespannt. Die flexiblen Lenkerarme--12--der Lenkerplatte--7--sind unter Zwischenschaltung von Abstandsstücken, die aus Hülsen--16--bestehen, durch Nieten --17-- mit den flexiblen Armen--9--der Verschlussplatte--6--verbunden. Die Nieten durchsetzen die Bohrungen--10
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Ebene parallel im Abstand voneinander, wie aus der rechten Hälfte der Fig. 1 ersichtlich ist. Wenn die Verschlussplatte-6-vom Ventilsitz-l-abgehoben wird, werden die flexiblen Lenkerarme-12-der Lenkerplatte--7--elastisch aus der Plattenebene nach oben herausgebogen. Um dies zu ermöglichen, ist die dem Ventilsitz--l--zugewendete Fläche des Fängers-3--konkav ausgebildet.
Dadurch wird Raum zur Aufnahme der nach oben ausgebogenen Lenkerarme --12-- samt den Hülsen --16-- und den Nieten - geschaffen, wie aus der linken Hälfte der Fig. 1 zu erkennen ist. Ferner ist aus den Zeichnungen ersichtlich, dass von Strömungskräften abgesehen ausschliesslich die flexiblen Lenkerarme-12--ScMiesskräfte auf die Verschlussplatte --6-- ausüben und die Grösse dieser Schliesskräfte bei geschlossenem Ventil durch die Länge der Hülsen --16-- bestimmt wird und dadurch beliebig gewählt werden kann. Es entfallen somit eigene Schliessfedern und ist auch nicht erforderlich, irgendwelche Arme bleibend aus einer der Platten herauszubiegen.
Während der Hubbewegung der Verschlussplatte--6--muss lediglich die Steifigkeit der flexiblen Lenkerarme --12-- überwunden werden.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene, über das dargestellte Ausführungsbeispiel hinausgehende Ausgestaltungen möglich. Insbesondere kann die Erfindung auch bei Mehrringventilen angewendet werden, bei denen die Verschlussplatte --6-- und zweckmässig auch die Lenkerplatte --7-- je mehrere konzentrische Ringe aufweisen, die durch radiale Stege miteinander verbunden sind. Ausserdem kann ein eigener Fänger
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Rohrleitung, in welche das erfindungsgemässe Ventil eingesetzt ist. Statt durch die Nieten --17-- können die flexiblen Lenkerarme --12-- mit der Verschlussplatte --6-- auch auf andere Weise verbunden sein, z. B. durch Schweissen.
Auch die in Fig. 2 gezeigten flexiblen Arme--9--der Verschlussplatte--6--sind nicht unbedingt erforderlich ; die Lenkerarme-12--können auch unmittelbar am geschlossenen Ring-8-der Verschlussplatte-6--oder an mit dem Ring --8-- starr verbundenen Fortsätzen angreifen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbsttätiges Ventil, insbesondere Rückschlagventil, mit einem Ventilsitz, der Durchgangsöffnungen aufweist, einer Verschlussplatte, welche die Durchgangsöffnungen steuert, und einer im Abstand vom Ventilsitz angeordneten Lenkerplatte mit flexiblen Lenkerarmen, die mit der Verschlussplatte verbunden sind und diese
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wenigstens annähernd dem bei geschlossenem Ventil vorhandenen Abstand zwischen den beiden Platten (6,7) gleich gross ist.
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