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Die Erfindung betrifft eine Doppelrückschlagklappe zum Sperren des Durchflusses von gasförmigen und/oder flüssigen Medien in Rohrleitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Rückschlagklappen erlauben den Durchfluss des Mediums in einer Richtung und verhindern automatisch den Durchfluss in der entgegengesetzten Richtung. Zwischenflansch-Rückschlagklappen sind geeignet zum lageunabhängigen Einbau zwischen Rohrleitungsflansche für Flüssigkeiten, Gase und Dämpfe. Schwerpunkte für deren Einsatz sind: Heizungs-/Warmwasseranlagen, Wasseraufbereitungs- und Abwasseranlagen, Dampferzeuger- und Versorgungsanlagen, Energierohrleitungen (Wasser, Luft, Gas etc.) sowie Prozessanlagen für Chemie und Petrochemie.
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Aus der Praxis sind zahlreiche Doppelrückschlagklappen bekannt. Die Besonderheit besteht darin, dass die Doppelrückschlagklappe zwei Rückschlagklappen aufweist, die zusammen den Durchflusskanal sperren. In der Regel weisen die Rückschlagklappen gleiche Abmessungen auf und dienen zum Absperren einer Hälfte des Durchflusskanals. Die Rückschlagklappen liegen einerseits im Bereich von Wandungen des Gehäuses an, das entsprechend als Sitz dient. Weiterhin liegen die Rückschlagklappen an einem Steg an, der sich quer durch den Durchflusskanal erstreckt und diesen entsprechend der Größe der Rückschlagklappen teilt, siehe beispielsweise
US 4,694,853 A .
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Bei derartigen Doppelrückschlagklappen stellt sich in der Regel das Problem der Befestigung der Achse an der die Rückschlagklappen gelagert sind. Es ist bekannt die Achse in Bohrungen im Gehäuse zu lagern und außenseitig am Gehäuse zu sichern. Diese Lösung weist aber den Nachteil auf, dass die Gehäusebohrung abgedichtet werden muss. Andere Lösungen sehen vor, dass die Achse in zum Durchflusskanal offenen Ausnehmungen im Gehäuse gelagert ist. Auf diese Weise wird zwar die außenseitige Abdichtung von Gehäusebohrungen vermieden, jedoch die Befestigung der Achse verkompliziert.
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DE 34 02 203 A1 beschreibt eine Doppelrückschlagklappe mit einem im Durchgangskanal angeordneten Mittelsteg. An dem Mittelsteg ist mit Gewindebolzen eine Brücke mit mehreren senkrecht abstehenden Lagerteilen befestigt, die jeweils eine Bohrung aufweisen, durch die eine Achse der Klappen geführt wird. An den Gewindebolzen sowie an beiden Enden der Achse befinden sich Querbohrungen, durch die zum zusätzlichen Sichern der Achse U-förmige Sicherungsspangen gesteckt werden können.
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Aus
US 3,678,958 A ist eine Rückschlagklappe mit zwei Klappenhälften bekannt, bei der eine Achse, an der die Klappenhälften angeordnet sind, an den Enden durch jeweils ein Führungselement am Gehäuse gesichert wird. Die Führungselemente sind parallel zur Durchflussrichtung beweglich angeordnet und weisen eine vertikale Bohrung für die Achse auf.
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US 4,896,695 A offenbart ebenfalls eine Rückschlagklappe mit zwei Klappenhälften. Am Gehäuse der Rückschlagklappe sind zwei zum Durchflusskanal gerichtete, einander gegenüberliegende Halterungen angeordnet, die eine vertikale Bohrung aufweisen. Die Enden der Achse, an der die Klappenhälften angeordnet sind, werden in die Bohrungen geführt und dort gehalten.
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FR 2 793 299 A1 gibt eine Doppelrückschlagklappe an, bei der eine Achse für die beiden Klappen an einem im Ventilkörper angeordneten Zwischenstück gehalten wird. Das ringförmige Zwischenstück hat einen Mittelsteg, auf dem Vorsprünge angeordnet sind. Diese weisen jeweils eine vertikale Bohrung auf, durch die die Achse geführt wird.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde Doppelrückschlagklappen der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln, insbesondere im Hinblick auf die Befestigung der Achse am Gehäuse.
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Eine Doppelrückschlagklappe zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Bevorzugte bzw. vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der Beschreibung im Übrigen.
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Gemäß Anspruch 1 ist die Achse lediglich am Steg gelagert. Die Achse bindet also insbesondere nicht in das Gehäuse ein oder ist sogar in Bohrungen im Gehäuse gelagert. Statt dessen endet die Achse mit Abstand zu den Wandungen des Durchflusskanals und wird lediglich am Steg befestigt.
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Außerdem ist die Achse feststehend (nicht um ihre Längsachse drehbar) im Durchflusskanal angeordnet und mit Befestigungsmitteln am Steg gelagert.
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Die Achse ist im Bereich von freien seitlichen Enden durch jeweils ein Befestigungsmittel am Steg gelagert, insbesondere durch jeweils eine Schraube, einen Bolzen oder dergleichen.
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Zur Befestigung der Achse kommt wenigstens ein Lagerkörper zum Einsatz, der mit der Achse am Steg befestigt wird. Es ist vorgesehen, dass der oder die Lagerkörper zweiteilig aus zwei Halbschalen ausgebildet sind, die bei montierter Achse durch das Befestigungsmittel in einer die Achse umschließenden Stellung gesichert sind, und dass der oder die Lagerkörper das jeweilige Ende der Achse umschließt bzw. umschließen.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der oder die Lagerkörper als Anschlag für die Rückschlagklappen dienen. Die Lagerkörper haben in diesem Fall eine vorteilhafte Doppelfunktion. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Lagerkörper derartige Gestalt und Abmessungen aufweisen, dass der maximale Öffnungswinkel der Rückschlagklappen bei geöffneter Stellung der Klappe durch Anschlag der Rückschlagklappen an dem oder den Lagerkörpern begrenzbar ist.
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Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Rückschlagklappen an einer gemeinsamen Achse gelagert sind.
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Besonders bevorzugt ist der Einsatz der Erfindung in Zusammenhang mit einer Zwischenflanschdoppelrückschlagklappe.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigt:
- 1 eine Doppelrückschlagklappe in räumlicher Darstellung,
- 2 einen Vertikalschnitt durch die Doppelrückschlagklappe gemäß 1 entlang der Achse,
- 3 eine Draufsicht auf die Doppelrückschlagklappe gemäß 1, und
- 4 einen Vertikalschnitt quer zur Achse.
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1 bis 4 zeigen eine Doppelrückschlagklappe 10 zum Einbau zwischen Flansche einer nicht gezeigten Rohrleitung. Insofern handelt es sich um eine Zwischenflanschdoppelrückschlagklappe. Nachfolgend wird für den Begriff Doppelrückschlagklappe 10 zur Vereinfachung nur noch der Begriff Klappe 10 synonym verwendet.
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Die Klappe 10 verfügt über ein Gehäuse 12, das im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Zum Einbau zwischen Rohrleitungen verfügt das Gehäuse 12 über Flansche 14 im Bereich von beiden gegenüberliegenden Seitenflächen 16, 18.
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Das Gehäuse 12 ist mit einem Durchflusskanal 20 durchsetzt, der sich quer durch das Gehäuse 12 erstreckt, nämlich von einer Zuströmöffnung 22 in der ersten Seitenfläche 16 bis zu einer Ausströmöffnung 24 in der gegenüberliegenden Seitenfläche 18. Begrenzt wird der Durchflusskanal 20 von einer umlaufenden Wandung 26 des Gehäuses 12.
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Im Gehäuse 12 ist ferner ein Sitz 28 für Rückschlagklappen 30, 32 ausgebildet. In der umlaufenden Wandung 26 des Gehäuses 12 ist ein im Wesentlichen umlaufender Versprung 34 ausgeformt, der randseitig als Sitz 28 für die Rückschlagklappen 30, 32 dient. Ferner ist ein Steg 36 im Gehäuse 12 ausgebildet, der sich quer durch den Durchflusskanal 20 erstreckt. Eine Rückseite 38 des Stegs 36 dient als Sitz 28 für zugewandte Bereiche der Rückschlagklappen 30, 32. Eine Vorderseite des Stegs 36 ist entgegen der Strömungsrichtung in der Klappe 10 positioniert und ist entsprechend strömungsgünstig abgerundet. Die Rückseite 38 des Stegs 36 befindet sich in einer Ebene mit dem umlaufenden Versprung 34. Zusammen bilden diese den Sitz 28. Der Steg 36 ist zudem in Querschnittsmitte des Durchflusskanals 20 ausgebildet, so dass er diesen in zwei im Wesentlichen gleich große Hälften teilt. Die so im Bereich des Sitzes 28 gebildeten Teildurchflusskanäle 40, 42 werden durch jeweils eine Rückschlagklappe 30, 32 verschlossen, die außenseitig am umlaufenden Versprung 34 und entlang des Stegs 36 bei geschlossener Klappe 10 aufliegen.
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Die zwei Rückschlagklappen 30, 32 sind über angeformte Lagerbuchsen 44, 46, 48, 50 an einer zentralen Achse 52 gelagert. Die Achse 52 verläuft parallel zur Längsachse des Stegs 36 und in kurzem Abstand hinter der Rückseite 38 desselben. Über die Lagerbuchsen 44, 46, 48, 50 sind die Rückschlagklappen 30, 32 zwischen einer geschlossenen Stellung, in der sie am Sitz 28 anliegen und einer geöffneten Stellung, in der die Klappe 10 mehr oder weniger geöffnet ist, verschwenkbar. Durch vorgespannte Klappenfedern 54, 56 werden die Rückschlagklappen 30, 32 gegen den Sitz 28 gedrückt. Die Federkraft der Klappenfedern 54, 56 ist wie üblich so bemessen, dass bei einem vorbestimmten Mediendruck die Federkraft überwunden und die Klappe 10 bzw. die beiden Rückschlagklappen 30, 32 geöffnet werden.
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Jede Rückschlagklappe 30, 32 ist über zwei Lagerbuchsen 44, 46, 48, 50 an der Achse 52 gelagert. Zwischen den Lagerbuchsenpaaren 44, 46, 48, 50 sind zwei Klappenfedern 54, 56 um die Achse 52 gewickelt, die jeweils über radial zur Achse 52 abstehende Klappenfederbeine 58 gegen eine Seitenfläche der Rückschlagklappen 30, 32 drücken.
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Im Bereich von seitlichen freien Enden der Achse 58 ist diese am Steg 36 verdrehsicher befestigt. Hierzu wird die Achse 58 jeweils durch einen Lagerkörper 60 umfasst. Der Lagerkörper 60 kann zweiteilig ausgebildet sein, mit einer Oberschale 62 und einer Unterschale 64, die jeweils eine Hälfte des Lagerkörpers 60 bilden. Die Unterschale 64 ist unterseitig abgeflacht, sodass eine sichere Auflage auf der Rückseite des Stegs 36 gewährleistet ist. Die Oberschale 62 ist oberseitig entsprechend ausgebildet. Oberschale 62, Achse 52 und Unterschale 64 weisen eine durchgehende Bohrung 66 auf, die mit einer zweiten Gewindebohrung 68 im Steg 36 korrespondiert. Zur Befestigung erstreckt sich ein Bolzen 70 durch die Bohrung 66, der in der Gewindebohrung 68 festgeschraubt wird und somit Oberschale 62, Achse 52 und Unterschale 64 am Steg 36 befestigt. Die Unterseite der Bolzenmutter liegt dabei auf dem abgeflachten Bereich der Oberschale 62 auf. Diese Befestigung wird an beiden Seiten der Achse 52 durchgeführt. Alternativ können die oder der Lagerkörper auch einteilig ausgebildet sein, oder mehr als zwei Teile aufweisen.
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Wie 2 zeigt endet die Achse 52 jeweils kurz vor der Innenseite der Wandung 26 des Gehäuses 12. Die Achse 52 ist somit weder durch die Wandung 26 durchgeführt, noch bindet sie in die Wandung 26 ein. Die Achse 52 ist lediglich mit den beiden Lagerkörpern 60 am Steg 36 befestigt.
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Ausgehend von den äußeren freien Enden der Achse 52 folgen auf die Lagerkörper 60 die Lagerbuchsen 44, 46, 48, 50. In der Längsmitte der Achse 52 sind die Klappenfedern 54, 56 angeordnet. Die einzelnen Teile sind im Bereich der Achse 52 durch Scheiben 72 voneinander getrennt. Es versteht sich, dass die Abfolge bzw. Anordnung nicht zwingend eingehalten werden muss. Denkbar ist beispielsweise auch die Befestigung der Achse 52 mit Lagerkörpern 60 in Längsmitte der Achse 52. Es kann sogar ausreichend sein, nur einen einzigen Lagerkörper 60 vorzusehen. Alternativ können die Lagerkörper 60 auch außermittig positioniert sein. Denkbar ist ferner der Verzicht auf spezielle Lagerkörper 60 und die direkte Befestigung der Achse 52 am Steg 36.
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Die Lagerkörper 60 können aber nicht nur zur Befestigung der Achse 52 dienen, sondern begrenzen auch den Öffnungswinkel der Rückschlagklappen 30, 32. Ferner sind sie so ausgebildet, dass sie zuverlässig ein Umschlagen der Rückschlagklappen 30, 32 verhindern. Die Lagerkörper 60 weisen somit eine vorteilhafte Doppel- bzw. Mehrfachfunktion auf, die in 4 dargestellt ist. Die Lagerkörper 60 sind derart hinsichtlich ihrer Abmessungen konfiguriert, dass die Rückschlagklappen 30, 32 bei maximalem Öffnungswinkel mit einer Rückseite gegen die Außenseite der Lagerkörper 60 stoßen. Auf diese Weise kann der maximale Öffnungswinkel der Rückschlagklappen 30, 32 begrenzt werden, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 etwa 85° beträgt. Ferner verhindern die Lagerkörper 60 auf diese Weise zudem zuverlässig ein Umschlagen der Rückschlagklappen 30, 32 auf die andere Seite der Achse 52.
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Bei der Montage der Rückschlagklappen 30, 32 im Gehäuse 12 wird derart vorgegangen, dass zunächst die Achse 52 mit den Klappenfedern 54, 56, den Rückschlagklappen 30, 32 und den Lagerkörpern 60 versehen wird. Die Rückschlagklappen 30, 32 werden entgegen der Federkraft der Klappenfedern 54, 56 in geöffneter Stellung zusammengehalten und die gesamte Einheit wird in das Gehäuse 12 eingesetzt und mit Hilfe der Gewindebolzen 70 am Steg 36 befestigt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Doppelrückschlagklappe (Klappe)
- 12
- Gehäuse
- 14
- Flansch
- 16
- Seitenfläche
- 18
- Seitenfläche
- 20
- Durchflusskanal
- 22
- Zuströmöffnung
- 24
- Ausströmöffnung
- 26
- Wandung
- 28
- Sitz
- 30
- Rückschlagklappe
- 32
- Rückschlagklappe
- 34
- Versprung
- 36
- Steg
- 38
- Rückseite
- 40
- Teildurchflusskanal
- 42
- Teildurchflusskanal
- 44
- Lagerbuchse
- 46
- Lagerbuchse
- 48
- Lagerbuchse
- 50
- Lagerbuchse
- 52
- Achse
- 54
- Klappenfeder
- 56
- Klappenfeder
- 58
- Klappenfederbein
- 60
- Lagerkörper
- 62
- Oberschale
- 64
- Unterschale
- 66
- Bohrung
- 68
- Gewindebohrung
- 70
- Gewindebolzen
- 72
- Scheibe
