DD236574C2 - Rueckschlagklappe - Google Patents

Abstract

Rückschlagklappe mit einem Ventilgehäuse

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Rückschlagklappe mit einem Ventilgehäuse, das einen Ein- und einen Austrittskanal aufweist, mindestens einem im Austrittskanal um eine Achse schwenkbeweglich gelagerten Verschlußteil, einem hubbeweglichen Beeinflussungsglied und einer in den Innenraum des Ventilgehäuses hineinragenden Hubstange mit der zum einen das Beeinflussungsglied verbunden ist und mit der zum anderen das Verschlußteil auf mindestens einem Teil des Schwenkweges zusammenwirkt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei einer bekannten solchen Rückschlagklappe (US-PS 3098502) verlaufen das Beeinflussungsglied — dort handelt es sich um einen außenliegenden Zylinder mit Dämpfungskolben — und die Hubstange im spitzen Winkel zum Ventilgehäuse. Die Hubstange tritt im BereichdesEintrittskanalesin den Gehäuseinnenraum ein und ragt in ihrer Wirk-Ausgangsstellung durch die Ventilsitzöffnung hindurch bis in den Austrittskanal des Ventilgehäuses hinein. Während des letzten Abschnittes seines Schließhubes kommt das Verschlußteil stirnseitig an dem kolbenfernen Ende der Hubstange zur Anlage. Der mit ihr verbundene Dämpfungskolben verlangsamt dann die Schließbewegung des Verschlußteiles. Eine im Zylinder angeordnete Rückstellfeder bringt den Kolben und die Hubstange beim Öffnen des Ventils wieder in die Wirk-Ausgangsstellung. Bei der bekannten Ausführung beanspruchen das Beeinflussungsglied und die Hubstange sehr viel Ventilbaulänge. Für Rückschlagklappen mit kurzer Baulänge, wie Einklemmarmaturen sie aufweisen, ist diese Lösung daher ungeeignet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Bückschlagklappen der eingangs genannten Art auf kostengünstige Weise zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückschlagklappe zu schaffen, bei der das Beeinflussungsglied und die Hubachse besonders wenig Gehäusebaulänge einnehmen.

Die Aufgabe wird e rf indungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hubstange im wesentlichen quer zur Ventilgehäuse-Längsachse im Eintrittskanal des Ventilgehäuses verläuft und zwischen der Hubstange und dem Verschlußteil bewegungsumwandelnde Kupplungsmittel angeordnet sind, deren eines Ende schwenk- und deren anderes Ende hubbeweglich ist.

Infolge der Lage quer zur Gehäuselängsachse nimmt das Beeinflussungsglied — vorzugsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit — statt mit seiner Baulänge nur mit seiner geringeren Breite oder Durchmesser auf die Baulänge des Ventilgehäuses Einfluß. Die erfindungsgemäße Lösung ist daher auch für Rückschlagklappen mit kurzbauendem Gehäuse, гит Beispiel solche in Ei η klemm ausfüh rung, geeignet. Durch die Kupplungsmittel stehen die im wesentlichen sowohl quer zur Gehäuselängsachse als auch quer zur Ventilsitzebene hubbewegliche Hubstange und das schwenkbewegliche Verschlußteil in der notwendigen Wirkverbindung miteinander.

Erfindungsgemäß ist weiterhin, daß die Kupplungsmittel aus einem an der Hubstange vorgesehenen Mitnehmer und einer eintrittsseitig an dem Verschlußteil vorgesehenen Nase mit einer an dem Mitnehmer angreifenden Flanke bestehen.

Dadurch ist die Ausführung der Kupplungsmittel besonders einfach zu gestalten. Von großem Vorteil ist diese Lösung besonders dann, wenn die Wirkverbindung zwischen dem Verschlußteil und dem Beeinflussungsglied lediglich über einen Teil des Arbeitsweges bestehen soll, wie es bei Dämpfungseinrichtungen zweckmäßig ist.

Ebenso ist erfindungsgemäß, daß

— die Hubstange den Eintrittskanal von einem der Verschlußteil-Schwenkachse fernen Bereich zu einem der Verschlußteil-Schwenkachse nahen Bereich durchsetzt,

— das Beeinflussungsglied sich am schwenkachsfernen Ende der Hubstange befindet,

— der Mitnehmer im schwenkachsnahen Bereich der Hubstange angeordnet ist und

— die Nase an der dem Beeinflussungsglied zugewandten Stirnseite des Mitnehmers angreift.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß, daß das Beeinflussungsglied eine Druckkammer und einen Stufenkolben aufweist, dessen Teil größeren Durchmessers innerhalb der Druckkammer angeordnet ist, während sich der Kolbenteil kleineren Durchmessers zum Eintrittskanal hin erstreckt. Bei diesen Ausführungen erzeugt der Vordruck eine Stellkraft in Ventilöffnungsrichtung auf den Stufenkolben. Hierdurch können — wenn zum Beispiel der Stufenkolben als Dämpfungseinrichtung dient — die Kupplungsmittel beim Öffnen des Verschlußteiles in ihre Wirk-Ausgangsstellung gebracht werden, ohne daß eine Rückstellfeder nötig ist. Die Rückstellkraft ändert sich folglich analog zum Vordruck. Eine nachteilig hohe Rückstellkraft bei geringem Druck kann dadurch vermieden werden. Bei einer Rückstellfeder ist indes die Rückstellkraft stets gleich und damit unter Umständen zu groß, wenn nur eine geringe Schließkraft herrscht.

Die Erfindung ist auch für Rückschlagklappen mit mehreren Verschlußteilen anwendbar.

Eine besonders vorteilhafte Lösung für sogenannte Doppelklappen ergibt sich dadurch, daß zwei an ihren einander benachbarten Rändern schwenkbeweglich gelagerte Verschlußteile und zwei einander diametral gegenüberliegende Beeinflussungsglieder nebst Hubstangen und bewegungsumwandelnden Kupplungsmitteln vorgesehen sind. Jedem der beiden sich unabhängig voneinander bewegenden Verschlußteile ist ein separates Beeinflussungsglied zugeordnet. Ohne Synchronisierungsmechanismen für die Verschlußteilbewegung kann daher für jedes der Verschlußteile individuell die gunstigste Beeinflussung, zum Beispiel Dämpfung der Schließbewegung, erzielt werden.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens zwei an ihren einander benachbarten Rändern schwenkbeweglich gelagerte Verschlußteile, ein Gehäusesteg, der den benachbarten Rändern zuströmseitig vorgelagert ist, sowie mindestens zwei Beeinflussungsglieder nebst Hubstangen sowie bewegungsumwandelnden Kupplungsmitteln vorgesehen sind und daß die beiden Beeinflussungsglieder am Gehäusesteg angeordnet sind, befinden sich die Beeinflussungsglieder am oder im Gehäusesteg und damit im Bereich des Ventilgehäuse-Innenraumes. An der Gehäuseaußenwand erübrigen sich demzufolge radial herausragende Bauteile zur Aufnahme der Beeinflussungsglieder. Die Gehäuseaußenabmessungen in radialer Richtung können vielmehr besonders kleingehalten werden; sie können z.B. durchaus in dergleichen Größenordnung liegen wie bei Rückschlagklappen ohne Beeinflussungsglieder.

Erfindungsgemäß ist auch, daß jedes der beiden Beeinflussungsglieder eine im Gehäusesteg in Richtung der zugehörigen Hubstange verlaufende Querbohrung und einen darin gelagerten Kolben aufweist. Danach ist der Gehäusesteg unmittelbarTeil der Beeinflussungsglieder, indem er als Zylinder fungiert. Dadurch wird ein Minimum an Bauteilen und Bearbeitungsaufwand benötigt.

Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß jedes der beiden Beeinflussungsglieder einen Kolben und eine Zylinderbuchse aufweist, die an ihrem einen Ende am Gehäusesteg gehalten ist, während sie an ihrem anderen Ende den Kolben aufnimmt. Diese Ausführung sieht alternativ dazu außen am Gehäusesteg separate Buchsen als Zylinder für die Kolben vor. Die Werkstoffauswahl kann dadurch unabhängig vom Ventilgehäuse getroffen werden. Am Gehäusesteg sind nur relativ kleine Löcher zur Befestigung der Zylinderbuchsen anzubringen. Die Steifigkeit des Steges wird dadurch nicht spürbar reduziert, was insbesondere für große Nenndrücke von Vorteil ist.

Ebenso ist erfindungsgemäß, daß die Querbohmrig(en) respektive die Innenräume der Zylinderbuchsen mit dem Eintrittskanal in Verbindung stehen und daß die Hubstangen jeweils mit ihrem stegfernen Ende in einem Raum gelagert sind, dessen Druck unter jenem des Eintrittskanals liegt. Durch diese Merkmale werden beim Öffnen der Verschlußteile die Kolben der Beeinflussungsglieder durch den Vordruck wieder in ihre Wirk-Ausgangsstellung gebracht, ohne daß Rückstellfedern nötig sind.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Läsung soll nachfolgend in drei Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen, die im Schnitt die erfindungsgemäße Rückschlagklappe in Teiloffenstellung darstellen, näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: eine Rückschlagklappe mit zwei außenllegenden Beeinflussungsgliedern, die als Schließdämpfungseinrichtung wirken; Fig.2: eine erste Rückschlagklappe mit zwei innenliegenden Beeinflussungsgliedern, die als Schließdämpfungseinrichtung

wirken; und Fig.3: eine zweite Rückschlagklappe mit zwei innenliegenden Beeinflussungsgliedern, die als Schließdämpfungseinrichtung wirken.

Die dargestellten Rückschlagklappen weisen jeweils ein kurzbauendes Ventilgehäuse 1 auf, das z. B. zwischen nicht dargestellte Flansche einer Strömungsmittelleitung eingeklemmt werden kann. Das Ventilgehäuse 1 besitzt einen Eintrittskanal 2 mit einem quer darin verlaufenden Gehäusesteg 3, einen Austrittskanal 4 und einen Ventilsitz 5. Mit letzterem wirken zwei im Austrittskanal 4 angeordnete, halbkreisförmige Verschlußteile 6 zusammen, die an ihren benachbarten, dem Gehäusesteg 3 nachgelagerten Rändern auf zwei Verschlußteil-Schwenkachsen 7 schwenkbeweglich gelagert sind.

Das Ventilgehäuse 1 weist in Fig. 1 ferner außerhalb des Eintrittskanales 2 zwei diametral gegenüberliegende, sich im wesentlichen quer zur Ventilgehäuse-Längsachse 8 des Ventilgehäuses 1 erstreckende Druckkammern 9 auf. In jeder von ihnen befindet sich ein im Durchmesser größerer TeiLlOeihesrStöfertkolbens, während sich" dessen kleinerer Kolbenteil 11 durch die Gehäusewand 12 in den Eintrittskanal 2 hinein erstreckt. Mit dem Kolbenteil 11 ist jeweils eine Hubstange 13 verbunden. Die beiden Hubstangen 13 erstecken sich gleichfalls quer zur Ventilgehäuse-Längsachse 8 und parallel zum Ventilsitz 5 von der Gehäusewand 12 zum Gehäusesteg 3, in dem sie mit ihrem kolbenfernen Ende geführt sind. Vor dem Gehäusesteg 3 trägt jede Hubstange 13 einen als Anschlagbund ausgebildeten Mitnehmer 14. Beide Verschlußteile 6 weisen eintrittsseitig Nasen 15 mit Flanken 16 auf, die an den den Kolbenteilen 11 zugewandten Stirnflächen der Mitnehmer 14 angreifen. Bei normaler Mediumströmung in Pfeilrichtung (Vorwärtsströmung) befinden sich die beiden Verschlußteile 6 in Offenstellung. Derauf die beiden Kolbenteile 11 wirkende Vordruck hält die Stufenkolben in ihrer gezeigten, durch Anschlag ringe 17 definierten Wirk-Ausgangsstellung.

Endet die Vorwärtsströmung, so bewegen sich die beiden Verschlußteile 6 in Schließrichtung. Sobald sie die in der Zeichnung dargestellte Teiloffenstellung erreichen, kommen die Nasen 15 der Verschußteile 6 mit ihren Flanken 16 an den Mitnehmern 14 zur Anlage. In den Druckkammern 9 befindliches Dämpfungsmedium setzt den Kolbenteilen 10 einen Widerstand entgegen. Dieser Widerstand ist für das weiter Schließen vonder auf die Verschlußteile б einwirkenden Schließenergie zu überwinden. Die restliche Schließbewegung erfolgt daher gedämpft.

Sobald sich die Rückschlagklappe infolge erneuter Vorwärtsströmung wieder öffnet, werden das Teil 10 und der Kolbenteil 11 nebst den beiden Hubstangen 13 und deren Mitnehmer 14 von dem Vordruck in die dargestellte Wirk-Ausgangsstellung gebracht.

Da jedem Verschlußteil eine eigene Dämpfungseinrichtung, vorteilhafterweise bestehend aus einer Druckkammer 9, einem Teil 10 und einem Kolbenteil 11 bzw. einer Hubstange 13, einem Mitnehmer 14, einer Nase 15, einer Flanke 16 und einem Anschlagring 17, zugeordnet ist, erfolgt für jedes de;r sich voneinander unabhängig bewegenden Verschlußteile 6 die Dämpfung individuell, so daß optimale Dämpfungsergebnisse an der Rückschlagkappe erzielt werden können. Dabei sind die beiden Dämpfungseinrichtungen in ihrem Aufbau zueinander gleich und überdies einfach sowie fertigungsgünstig. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist der Gehäusesteg 3 eine sich quer zur Ventilgehäuse-Längsachse 8 erstreckende Querbohrung 18 auf, in der sich zwei Kolben 19 befinden. Die beiden Kolben 19 sind zu seitlich aus dem Gehäusesteg 3 herausragenden Hubstangen 13 verlängert, deren kolbenfernes Ende als Mitnehmer 14 fungiert. Auf letzteren wirkt einerseits eine Rückstellfeder 20 und andererseits die Flanke,!&d,gr.a,n dem Verschlußteil 6 vorgesehenen Nase 15 ein. Die zwei Kolben 19 und die sie beide aufnehmende Querbohrung 18 bilden zwei im Eintrittskanal 2 befindliche Beeinflussungsglieder zur Dämpfung der Schließbewegung der Verschlußteile 6. Das Schließen der Rückschlagklappe und die Dämpfung der Schließbewegung erfolgt bei dieser Ausführung analog der Beschreibung zu Fig. 1. Bei geöffneter Rückschlagklappe und Vorwärtsströmung bringen und halten die Rückstellfedern 20 die Kolben 19 in ihrer gezeigten Wirk-Ausgangsstellung.

In der Ausführung nach Fig.3 sind die Kolben 19 nicht in der Querbohrung 18 des Gehäusesteges 3, sondern in Zylinderbuchsen 21 angeordnet. Diese befinden sich im Eintrittskanai 2 seitlich am Gehäusesteg 3 und weisen an ihren kolbenfernen Enden Befestigungszapfen 22 auf, die in der Querbohrung 18 gehalten sind. Die Innenräume 23 der Zylinderbuchsen 21 stehen via Querbohrung 18 durch eine Drosselöffnung 24 mit dem Eintrittskanal 2 des Ventilgehäuses 1 in Verbindung. Die Hubstangen 13 durchsetzen den Eintrittskanal 2 quer zur Ventilgehäuse-Längsachse 8 zur Gehäusewand 12 hin. Dort sind die Hubstangen 13 jeweils in einem Raum 25 gelagert, der mit der das Ventilgehäuse 1 umgebenden Atmosphäre verbunden ist. Bei geöffneter Rückschlagklappe und Vorwärtsströmung werden die Kolben 19 durch die zwischen dem Innenraum 23 und dem Raum 25 bestehende Druckdifferenz in der gezeigten Wirk-Ausgangsstellung gehalten.

Das Schließen und die Dämpfung der Schließbewegung erfolgtauch bei dieser Ausführung analog der Beschreibung zu Fig. 1. Öffnet die Rückschlagklappe infolge erneuter Vorwärtsströmung wieder, so werden die Kolben 19 nebst den Hubstangen 13 und den Mitnehmern 14 infolge der Druckdifferenz zwischen dem Innenraum 23 und dem Raum 25 wieder in die dargestellte Wirk-Ausgangsstellung gebracht; Rückstellfedern erübrigen sich.

Bei den Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 liegt der Gehäuseaußendurchmesser in der gleichen Größenordnung wie bei Rückschlagklappen ohne Einrichtung zur Schließdämpfung. Es sind auch keine über diesen Durchmesser radial nach außen hervorragenden Bauteile für die Schließdämpfung vorhanden. Diese Rückschlag klappen sind sowohl hinsichtlich ihrer Baulänge als auch der Gehäuseabmessung in radialer Richtung im Vergleich zur Nennweite besonders klein.

Statt mit einem Kolben könnte das Beeinflussungsglied durchaus mit einer Membran bzw. mit einem Faltenbalg versehen sein, oder es könnte z. B. ein Reibungsglied Verwendung finden.

Claims (10)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Rückschlagklappe mit einem Ventilgehäuse, das einen Ein- und einen Austrittskanal aufweist, mindestens einem im Austrittskanal um eine Achse schwenkbeweglich gelagerten Verschlußteil, einem hubbeweglichen Beeinflussungsglied und einer in den Innenraum desVentilgehiiuses hineinragenden Hubstangen, mit der zum einen das Beeinflussungsglied verbunden ist und mit der zum anderen das Verschlußteil auf mindestens einem Teil des Schwenkweges zusammenwirkt, gekennzeichnet dadurch, daß die Hubstange (13) im wesentlichen quer zur Ventilgehäuse-Längsachse (8) im Eintrittskanal (2) des Ventilgehäuses (1) verläuft und zwischen der Hubstange (13) und dem Verschlußteil (6) bewegungsumwandelnde Kupplungsmittel angeordnet sind, deren eines Ende schwenk- und deren anderes Ende hubbeweglich ist.
2. 2. Rückschlagklappe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kupplungsmittel aus einem an der Hubstange (13) vorgesehenen Mitnehmer (14) und einer eintrittsseitig an dem Verschlußteil (6) vorgesehenen Nase (15) mit einer an dem Mitnehmer (14) angreifenden Flanke (16) bestehen.
3. 3. Rückschlagklappen nach einem oder beiden der Punkte 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß

   — die Hubstange (13) den Eintrittskanal (2) von einem der Verschlußteil-Schwenkachse (7) fernen Bereich zu einem der Verschlußteil-Schwenkachse (7) nahen Bereich durchsetzt,

   — das Beeinflussungsglied sich am schwenkachsfemen Ende der Hubstange (13) befindet,

   — der Mitnehmer (14) im schwenkachsnahen Bereich der Hubstange (13) angeordnet ist und

   — die Nase (15) an der dem Beeinflussungsglied zugewandten Stirnseite des Mitnehmers (14) angreift.
4. 4. Rückschlagklappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß das Beeinflussungsglied eine Druckkammer (9) und einen Stufenkolben aufweist, dessen Teil (10) größeren Durchmessers innerhalb der Druckkammer (9) angeordnet ist, während sich der Kolbenteil (11) kleineren Durchmessers zum Eintrittskanal

   (2) hin erstreckt.
5. 5. Rückschlagklappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß zwei an ihren aneinander benachbarten Rändern schwenkbeweglich gelagerte Verschlußteile (6) und zwei einander diametral gegenüberliegende Beeinflussungsglieder nebst Hubstangen (13) und bewegungsumwandelnden Kupplungsmitteln vorgesehen sind.
6. 6. Rückschlagklappenach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß mindestens zwei an ihren einander benachbarten Rändern schwenkbeweglich gelagerte Verschlußteile (6), ein Gehäusesteg (3), der den benachbarten Rändern zuströmseitig vorgelagert ist, sowie mindestens zwei Beeinflussungsglieder nebst Hubstangen (13) sowie bewegungsumwandelnden Kupplungsmitteln vorgesehen sind und daß die beiden Beeinflussungsglieder am Gehäusesteg (3) angeordnet sind.
7. 7. Rückschlagklappe nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß jedes der beiden Beeinflussungsglieder eine im Gehäusesteg

   (3) in Richtung der zugehörigen Hubstange (13) verlaufende Querbohrung (18) und einen darin gelagerten Kolben (19) aufweist.
8. 8. Rückschlagklappe nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß jedes der beiden Beeinflussungsglieder einen Kolben (19) und eine Zylinderbuchse (21) aufweist, die en ihrem einen Ende am Gehäusesteg (3) gehalten ist, während sie an ihrem anderen Ende den Kolben (19) aufnimmt.
9. 9. Rückschlagklappe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte 6 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Querbohrung(en) (18) respektive die Innenräume (23) der Zylinderbuchsen (21) mit dem Eintrittskanal (2) in Verbindung stehen und daß die Hubstangen (13) jeweils mit ihrem stegfernen Ende in einem Raum (25) gelagert sind, dessen Druck unter jenem des Eintrittskanals (2) liegt.
10. 10. Rückschlagklappe nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß der Raum (25) mit der Atmosphäre verbunden ist.