CH673515A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein Rückschlagventil dieser Art ist aus der CH-PS 653 112 bekannt. Bei diesem Ventil sind zum Führen des Verschlussteils drei ineinandergewickelte Zugfedern vorgesehen, die einen mit dem Verschlussteil fest verbundenen Schaft mit Spiel umgeben, wenn der Verschlussteil auf dem Dichtsitz aufsitzt. Die dem Verschlussteil zugewendeten Federenden sind auf dem Wickeldurchmesser mit dem Verschlussteil verbunden, z.B. durch Löten, wogegen die anderen Federenden zur Befestigung mit dem Ventilgehäuse nach aussen gebogen sind. Das bekannte Ventil eignet sich für solche Anwendungsfälle, bei denen keine Querschwingungen auftreten. Wenn jedoch ein Auftreten von Querschwingungen infolge äusserer Einflüsse nicht ausgeschlossen werden kann, wie z.B. durch Erschütterungen bei Verwendung des Ventils in Hubkolbenbrennkraftmaschinen, führen solche Querschwingungen zu unzulässigen Abnützungen zwischen den Federn und dem mit dem Verschlussteil verbundenen Schaft. Ein weiteres Problem des bekannten Ventils besteht darin, dass die Zugfedern untereinander exakt gleich angefertigt sein müssen und dass die Befestigung der Federn sowie die Montage kompliziert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Rückschlagventil der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass seine Konstruktion herstellungs- und montagemässig wesentlich vereinfacht wird und dass bei Auftreten von Querschwingungen keine Abnützungen mehr auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst. Durch diese Konstruktion entfällt der bisher mit dem Verschlussteil verbundene Schaft und damit eine Abnützung zwischen Federwindungen und Schaft bei Auftreten von Querschwingungen. Zugleich bleibt aber der Angriffspunkt der Federkraft am Verschlussteil — in Strömungsrichtung des Mediums gesehen — noch deutlich vor dem Dichtsitz im Gehäuse, so dass eine eigenstabile Anordnung des Verschlussteils erreicht ist. Da nur noch eine Zugfeder s verwendet wird, erübrigt sich die bisher notwendige exakte Anfertigung von unter sich gleichen Federn. Es können also grössere Herstellungstoleranzen zugelassen werden. Durch die zentrale Befestigung der Federenden am Verschlussteil bzw. am Gehäuse haben diese Enden nur noch Zugspannungen aufzu-io nehmen, wodurch die Federbeanspruchungen verringert werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

15 Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Rückschlagventil nach der Erfindung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

Gemäss Fig. 1 weist das Rückschlagventil ein Ventilgehäuse 20 1 auf, das sich aus einem mittleren rohrförmigen Gehäuseteil 1', einem oberen Gehäuseteil 10 und einem unteren Gehäuseteil 26 zusammensetzt. An den beiden Enden des mittleren Gehäuseteils 1' ist je ein Verbindungsflansch 2 und 3 vorgesehen.

Über den grössten Teil der Länge des Gehäuseteils 1' weist die-25 ser eine zylindrische Bohrung 4 auf, die sich im in Fig. 1 oberen Bereich etwas erweitert und dann in einen kegeligen Dichtsitz 5 übergeht. In dem sich erweiternden Bereich der Bohrung 4 befindet sich ein rotationssymmetrischer Verschlussteil 6, dessen Achse 7 mit der der Bohrung 4 zusammenfällt und der von 30 einer sich durch die Bohrung 4 koaxial erstreckenden, wendeiförmigen Zugfeder 8 im Gehäuseteil 1' gehalten wird. Der obere Abschnitt des Verschlussteils 6 ist etwa zwiebeiförmig ausgebildet und weist unterhalb seines grössten Durchmessers eine zum Dichtsitz 5 passende Dichtfläche auf. Unterhalb dieser 35 Dichtfläche geht der Verschlussteil über einen konkaven Abschnitt in einen kegelartigen Abschnitt 6' über.

Oberhalb der Dichtfläche des Verschlussteils 6 ist dieser von dem Gehäuseteil 10 umgeben, der einen Flansch 11 aufweist, über den der Gehäuseteil 10 mittels nicht dargestellter Schrau-40 ben mit dem Flansch 3 verbunden ist. Die Innenkontur 12 des Gehäuseteils 10 ist in ihrem oberen, den Abschnitt des Verschlussteils 6 umgebenden Bereich ebenfalls zwiebeiförmig ausgebildet, wobei ihr grösster Durchmesser dem Innendurchmesser im Gehäuseteil 1' oberhalb des Dichtsitzes 5 entspricht. Am 45 oberen Ende der Innenkontur 12 geht diese in eine zylindrische Bohrung über, an die sich eine nicht dargestellte Leitung an-schliesst.

Die einzige Zugfeder 8 weist an ihrem oberen Ende einen zentralen, mit der Achse 7 koaxialen Abschnitt 13 auf, mit dem so sie am unteren, kegeligen Abschnitt 6' des Verschlussteils 6 befestigt ist. Das in Fig. 1 untere Ende der Zugfeder 8 ist nahe dem unteren Ende des Gehäuseteils 1' ebenfalls mit einem zentralen Abschnitt 14 versehen, der zur Befestigung am Gehäuseteil 1'dient.

55 Der obere, zentrale Endabschnitt 13 der Feder 8 steckt in einer zentralen Bohrung 15 des Verschlussteils 6, deren Durchmesser etwa dem Drahtdurchmesser der Feder 8 entspricht. Der Endabschnitt 13 ist mit einer eingeschliffenen, langgezogenen Rundkerbe versehen und ragt mit dem oberen Teil dieser Kerbe 60 in eine stufenartig erweiterte Bohrung 15' des Verschlussteils 6. Zwischen dieser erweiterten Bohrung 15' und dem oberen Teil der Rundkerbe sind zwei zusammen einen Ring bildende Einlegekonen 16 eingefügt, die den Endabschnitt 13 gegen Herausziehen aus dem Verschlussteil 6 festklemmen. Die Einlegekonen 65 sind an sich bekannte Konstruktionselemente bei den Ein- und Auslassventilen von Verbrennungsmotoren. Die beschriebene Befestigung des Endabschnitts 13 wird ergänzt durch eine Verschlussschraube 17, die in die Verlängerung der Bohrung 15'

eingesetzt ist und die an ihrem oberen Ende einen konischen Sitz 18 aufweist, der sowohl als Schraubensicherung als auch als Dichtung zwischen Ober- und Unterseite des Verschlussteils 6 dient. Anschliessend an den konischen Sitz 18 ist die Schraube 17 mit einem strömungsgünstigen Kopf versehen, der die zwiebeiförmige Aussenkontur des Verschlussteils 6 nach oben fortsetzt.

Der untere Endabschnitt 14 der Feder 8 ist in gleicher Weise mit einer Rundkerbe versehen und mittels zweier Einlegekonen 19 befestigt, die in einer der Bohrung 15, 15' entsprechenden gestuften Bohrung 20 vorgesehen sind. Diese Bohrung 20 befindet sich in der Nabe 21 eines Ringes 22, der über radiale Arme mit der Nabe 21 verbunden ist. Die untere Stirnfläche des Ringes 22 ist bündig mit der unteren Stirnfläche des Gehäuseteils 1'. Der Ring 22 wird in dieser Lage durch Wurmschrauben 23 gehalten, von denen in Fig. 1 nur eine gezeigt ist. Die Wurmschrauben 23 sind in eine nach unten vorstehende Schulter 24 des Gehäuseteils 1' eingeschraubt und ragen jeweils mit einem Zapfen in den Ring 22. Das nach unten aus der Nabe 21 herausragende Ende des Abschnitts 14 ist mit einem aufgepressten, konischen Hut 25 versehen, um günstige Strömungsverhältnisse für das in Richtung des Pfeiles A zuströmende Medium zu erhalten.

Der mit dem Flansch 2 des Gehäuseteils 1' mittels nicht dargestellter Schrauben verbundene Gehäuseteil 26 weist eine zylindrische Bohrung 27 auf, die sich an ihrem in Fig. 1 oberen Ende etwas erweitert und glatt in die konische Innenkontur des Ringes 22 übergeht.

Die Montage des Ventils erfolgt derart, dass der Verschlussteil 6 mit der angehängten Feder 8 und dem angehängten Ring 22 von oben in den Gehäuseteil 1' eingefügt wird, bis die Dichtfläche auf dem Dichtsitz 5 des Gehäuseteils aufsitzt. Der Ring 22 hat dann eine Lage inne, die oberhalb der in Fig. 1 gezeichneten ist. Zum Spannen der Zugfeder 8 wird ein nicht gezeigtes Werkzeug verwendet, das an den radialen Armen des Ringes 22 angreift und den Ring so weit nach unten zieht, bis seine untere Stirnfläche bündig mit der Stirnseite der Schulter 24 ist. Daraufhin werden die Wurmschrauben 23 eingedreht, die den Ring in dieser Lage festhalten. Das Spannwerkzeug wird dann ausgehängt, und der Gehäuseteil 1' kann mit den Gehäuseteilen 10 und 26 verbunden werden.

Das beschriebene Ventil eignet sich besonders gut zum Ab673 515

sperren von Flüssigkeiten, die feine Feststoffpartikel enthalten, d.h. sogenannte Aufschwemmungen oder Slurries. Solche Aufschwemmungen werden z.B. in Dieselmotoren als Brennstoff verwendet und bestehen aus Wasser oder Öl und Kohlepartikeln in der Grösse von 5 bis 20 Jim. Das Rückschlagventil hat ein günstiges Strömungsverhalten und ist durch die zentral befestigte Zugfeder eigenstabil. Ferner neigt es nicht zum Blockieren des Verschlussteils 6, weil keine aufeinandergleitenden Führungsflächen vorhanden sind. Beim Öffnen des Verschlussteils 6 in Richtung des Pfeiles A hebt sich der Verschlussteil vom Dichtsitz 5 ab, ohne dass sich der obere zwiebeiförmige Abschnitt am Gehäuse 10 anlegt. Bei der Öffnungsbewegung streckt sich die Zugfeder 8, wobei das Hubende des Verschlussteils ausschliesslich durch das Kräftegleichgewicht zwischen der Strömungskraft und der maximalen Federkraft gegeben ist. Die Bewegung des Verschlussteils 6 ist also primär von der Feder-kennlinie abhängig.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der zylindrische, von den Windungen der Zugfeder 8 umgebene Hohlraum mit einem an beiden Enden zugespitzten Gummikörper 30 ausgefüllt, der bezüglich Durchmesser und Länge dem Hohlraum an-gepasst ist. Im übrigen ist das Rückschlagventil gleich gestaltet wie dasjenige nach Fig. 1. Durch den Gummikörper 30 wird der Vorteil erzielt, dass der Zuflussquerschnitt im Gehäuseteil 1' beträchtlich verringert wird, was besonders wünschenswert ist, wenn das durchströmende Medium eine Kohle-Slurry ist. In diesem Fall ergibt sich eine hohe Fliessgeschwindigkeit der Aufschwemmung. Ausserdem wird der Vorteil erzielt, dass die Empfindlichkeit der Zugfeder zu Querschwingungen reduziert wird.

Das Einbauen des Gummikörpers 30 in den Federhohlraum kann ausserhalb des Gehäuseteils 1' dadurch geschehen, dass die Feder so weit gestreckt wird, dass ein genügend grosser Raum zwischen einem Federende und der benachbarten ersten Windung entsteht, um den elastischen Gummikörper einzuschieben. Wenn der Gummikörper die gewünschte Lage innehat, wird die Feder entspannt, wobei sie sich aber nicht auf die ursprüngliche Länge zurückzieht, sondern auf einen Wert, der etwas unterhalb der gewünschten Feder Vorspannung liegt. Dadurch verringert sich die Dehnlänge beim Einbauen der Zugfeder entsprechend.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

V

2 Blätter Zeichnungen

Claims (4)

673 515

1. Rückschlagventil zum Absperren von Flüssigkeiten, insbesondere von feine Feststoffpartikeln enthaltenden Flüssigkeiten, mit einem Gehäuse (1) und einem darin befindlichen, in seiner Offenstellung von der Flüssigkeit umströmten, rotationssymmetrischen Verschlussteil (6), der bei seiner Schliessbewe-gung gegen einen Dichtsitz (5) im Ventilgehäuse (1) von einer auf der Zuströmseite des Verschlussteils angeordneten, wendel-förmigen Zugfeder (8) unterstützt wird, deren eines Ende am Verschlussteil und deren anderes Ende am Gehäuse (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endabschnitte (13, 14) der koaxial zum Verschlussteil angeordneten Zugfeder im Befestigungsbereich koaxial zur Federachse (7) verlaufend mit dem der Zugfeder zugewendeten Ende des Verschlussteils (6) bzw. mit dem Gehäuse (1) verbunden sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Endabschnitt (13, 14) der Zugfeder (8) mit einer konzentrischen Rundkerbe versehen ist, die von einer im Durchmesser gestuften Bohrung (15, 15' ; 20) im Verschlussteil (6) bzw. im Gehäuse (1) umgeben ist, wobei die Bohrung (15') mit dem grösseren Durchmesser jeweils zwei an der Rundkerbe anliegende Einlegekonen (16, 19) aufnimmt, die das Federende gegen Herausziehen aus der Bohrung (15, 15') festklemmen.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Gehäuse (1) gehörige, gestufte Bohrung (20) in einer Nabe (21) vorgesehen ist, die über radiale Arme mit einem in das Gehäuse eingesetzten Ring (22) verbunden ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb der Windungen der Zugfeder (8) befindliche Hohlraum von einem an seinen beiden Enden zugespitzten Gummikörper (30) ausgefüllt ist.