DE10043079A1 - Rückschlagventil mit Schwingungsdämpfung - Google Patents
Rückschlagventil mit SchwingungsdämpfungInfo
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Abstract
Ein Rückschlagventil mit einem flexiblen, zungenförmigen Ventilelement in einem Strömungskanal soll derart verbessert werden, dass es aus kostengünstig herstellbaren Komponenten besteht und eine gute Schwingungsdämpfung besitzt. Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass das Ventilelement (4) zusammen mit einer das Ventilelement (4) aufnehmenden Halterung (3) in einem rohrförmigen, zylindrischen Gehäuse (2) aufgenommen ist, dass das Ventilelement (4) eine ringförmig ausgebildete, zur Innenwandung (7) des Gehäuses (2) weisende Ventilzunge (6) besitzt, dass abströmseitig der Ventilzunge (6) ein den Ringspalt (12) verengender Strömungs-Widerstandskörper (13) vorgesehen ist, dessen Kontur an einem der Ventilzunge (6) zugewandten Wandstück derart bemessen ist, dass zwischen der Ventilzunge (6) und dem Wandstück (14) ein mit dem Ringspalt (12) in Verbindung stehender sacklochartiger Druckraum (15) gebildet ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1.
Rückschlagventile sind häufig schwingungsanfällig, was sich durch zum Teil
erhebliche Geräuschemissionen bemerkbar macht. Die Ventilgeräusche ent
stehen einerseits durch den Körperschall der schwingenden Ventilkomponenten
und andererseits durch die von den Ventilkomponenten angeregte, schwingende
Gassäule. Ventilelemente innerhalb von Rückschlagventilen bestehen in vielen
Fällen aus flexiblem Material, um ein gutes Ansprechen bei kleinem
Öffnungsdruck zu erreichen.
Ein Rückschlagventil mit einem flexiblen Ventilelement ist beispielhaft aus der
DE 38 07 200 A1 bekannt. Bei diesem Rückschlagventil ist die Ventilzunge
elastisch gelagert und liegt an einem ebenfalls elastischen Ventilsitzkörper an. Der
Öffnungshub der Ventilzunge wird durch eine aus elastischem Material
bestehende Anlagefläche begrenzt. Durch die Kombination einer flexiblen
Ventilzunge aus dünnem Stahl mit Anlage- und Einspannvorrichtungen aus
elastomerem Material wird zwar eine akzeptable Schwingungsdämpfung erreicht,
jedoch ist der Ventilaufbau relativ kompliziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil anzugeben, das
aus kostengünstig herstellbaren Komponenten besteht und eine gute
Schwingungsdämpfung besitzt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass durch Kombination
eines Ventilelementes mit ringförmiger Ventilzunge und einem ebenfalls
ringförmigen Strömungskanal sowie durch Anordnung eines Strömungs-
Widerstandskörper abströmseitig der Ventilzunge ein sacklochartiger Druckraum
in Form eines Totwassergebietes für die Gasströmung gebildet wird.
Mittels des Druckraumes wird eine zusätzliche statische, auf die Ventilzunge in
Schließrichtung wirkende Vorspannung erzeugt, die sich dadurch ergibt, dass die
Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Druckraumes deutlich geringer ist als die
Strömungsgeschwindigkeit zwischen dem Strömungs-Widerstandskörper und der
Innenwandung des Gehäuses. Durch die zusätzliche Vorspannung wird der
Übergang der Ventilzunge von der Öffnungs- in die Schließstellung unterstützt,
wodurch die Schwingungsneigung deutlich reduziert wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
In vorteilhafter Weise ist das Wandstück des Strömungs-Widerstandskörpers so
ausgeführt, dass es im Wesentlichen parallel zur Ventilzunge verläuft. Versuche
haben ergeben, dass sich auf diese Weise ein besonders vorteilhafter Strömungs
verlauf innerhalb des Druckraumes einstellt.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, die Ventilzunge derart im Strömungskanal
anzuordnen, dass ein Anstellwinkel gegenüber einer längs des Strömungskanals
verlaufenden Mittelachse von < 90° vorhanden ist. Der bevorzugte Anstellwinkel
liegt zwischen 30 und 50°.
Eine weitere Verbesserung der Gasströmung innerhalb des Druckraumes ergibt
sich durch einen gegenüber der Ventilzunge abgewinkelten Vorsprung, der als
eine den Druckraum stückweise begrenzende Wandung ausgebildet ist. Der
Vorsprung bewirkt eine erhöhte Vorspannkraft auf die Ventilzunge, da durch den
Vorsprung das wirksame Volumen des Druckraumes vergrößert wird.
In zweckmäßiger Weise ist der Strömungs-Widerstandskörper unmittelbar an der
Halterung befestigt, die auch das Ventilelement aufnimmt. Auf diese Weise lassen
sich sowohl das Ventilelement als auch der Strömungs-Widerstandskörper
besonders einfach innerhalb des Gehäuses anordnen. Die Zentrierung des
Gehäuses gegenüber der Halterung kann beispielsweise mittels eines an der
Halterung befindlichen Gewindes vorgenommen werden, auf das das Gehäuse
aufgeschraubt wird.
Das Ventilelement ist zweckmäßigerweise einstückig aus einem Elastomer
gefertigt. Geeignete Materialien sind Silikonkautschuk oder Viton.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und im Folgenden
näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein Rückschlagventil 1 nach der Erfindung im Längsschnitt,
mit einem rohrförmigen Gehäuse 2 und einem an einer Halterung 3 befestigten
Ventilelement 4. Das Ventilelement 4 besitzt einen zylindrischen Schaft 5, der auf
die Halterung 3 aufgestülpt ist und eine ringförmige Ventilzunge 6, die an der
Innenwandung 7 des Gehäuses 2 anliegt. Die Durchströmung des
Rückschlagventils 1 erfolgt in Richtung von einem Gaseingang 8 zu einem
Gasausgang 9. Durch das in der Figur nicht dargestellte Strömungsmedium wird
die Ventilzunge 6 von der Innenwandung 7 abgehoben. Bei entgegengesetzter
Strömung sperrt das Rückschlagventil 1, indem die Ventilzunge 6 durch das
Strömungsmedium gegen die Innenwandung 7 gedrückt wird. Die Ventilzunge 6
besitzt einen Anstellwinkel a gegenüber der Durchströmungsrichtung, der sich aus
dem Schnittwinkel einer längs der Halterung 3 verlaufenden Mittelachse 10 und
einer Achse 11 entlang der Ventilzunge 6 ergibt. Bei dem in der Figur gezeigten
Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel Alpha 45°. Das Ventilelement 4 besteht
aus Silikonkautschuk.
Durch die Halterung 3 und die Innenwandung 7 des Gehäuses 2 wird ein
Strömungskanal in Form eines Ringspaltes 12 für das Strömungsmedium gebildet.
Strömungsabwärts des Ventilelementes 4 ist an der Halterung 3 ein Strömungs-
Widerstandskörper 13 befestigt, der den Ringspalt 12 verengt und zu einem
Druckaufbau in einem zwischen der Ventilzunge 6 und einem Wandstück 14 des
Strömungs-Widerstandskörpers 13 gebildeten, sackförmigen Druckraum 15 führt.
Das Wandstück 14 verläuft im Wesentlichen parallel zur Ventilzunge 6. Da die
Strömungsgeschwindigkeit in dem Druckraum 15 deutlich geringer als im
Durchlassbereich zwischen dem Strömungs-Widerstandskörper 13 und der
Innenwandung 7 des Gehäuses ist, wird eine auf die Ventilzunge 6 wirkende
Vorspannung erzeugt, die deren Schließrichtung unterstützt.
Im linken Teil der Figur sind einige die Gasströmung veranschaulichende
Stromlinien 16 angegeben. Eine verbesserte Strömungsführung innerhalb des
Ringspaltes 12 ergibt sich durch einen von der Ventilzunge 6 abgewinkelten,
ebenfalls ringförmig verlaufenden Vorsprung 17, welcher als eine den Druck
raum 15 stückweise begrenzende Wandung 18 ausgebildet ist und den Druck
raum 15 gegenüber dem Ringspalt 12 abschirmt. Durch den Vorsprung 17 werden
die Stromlinien 16 so umgelenkt, dass sie im Wesentlichen parallel zur
Innenwandung 7 verlaufen und von der Innenwandung 7 aus in den Druckraum 15
abzweigen. Durch die Wandung 18 des Vorsprungs 17 wird das wirksame
Volumen des Druckraums 15 vergrößert.
Claims (7)
1. Rückschlagventil mit einem flexiblen, zungenförmigen Ventilelement in einem
Strömungskanal, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (4) und
eine das Ventilelement (4) aufnehmende Halterung (3) in einem rohrförmigen,
zylindrischen Gehäuse (2) aufgenommen sind, dass das Ventilelement (4)
eine ringförmig ausgebildete, zur Innenwandung (7) des Gehäuses (2)
weisende Ventilzunge (6) besitzt, wobei der Strömungskanal als ein Spalt (12)
zwischen der Halterung (3) und der Innenwandung (7) ausgebildet ist, und
dass abströmseitig der Ventilzunge (6) ein den Ringspalt 13 verengender
Strömungs-Widerstandskörper (13) vorgesehen ist, dessen Kontur an einem
der Ventilzunge (6) zugewandten Wandstück (14) derart bemessen ist, dass
zwischen der Ventilzunge (6) und dem Wandstück (14) ein mit dem Ringspalt
(12) in Verbindung stehender, sacklochartiger Druckraum (15) gebildet ist.
2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Wandstück (14) und die Ventilzunge (6) als parallel zueinander verlaufend
ausgebildet sind.
3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen einer längs des Strömungskanals verlaufenden Mittelachse (10) und
einer entlang der Ventilzunge (6) verlaufenden Achse (11) ein Anstell
winkel Alpha von < 90° besteht.
4. Rückschlagventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilzunge (6) einen gegenüber der Achse (11) abgewinkelten, ring
förmigen Vorsprung (17) besitzt, welcher als eine den Druckraum (15)
stückweise begrenzende Wandung (18) ausgebildet ist.
5. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Strömungs-Widerstandskörper (13) an der Halterung (3) befestigt ist.
6. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilelement (4) aus einem Elastomer besteht.
7. Rückschlagventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Elastomer aus der Gruppe Silikonkautschuk oder Viton ausgewählt ist.
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- 2000-09-01 DE DE2000143079 patent/DE10043079C2/de not_active Expired - Fee Related
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