DE102008058015A1

DE102008058015A1 - Non-return valve for use in e.g. toilet system for aircraft, has valve flap pivotable around axis of rotation, and resetting device provided outside of valve body for resetting valve flap to closed position

Info

Publication number: DE102008058015A1
Application number: DE102008058015A
Authority: DE
Inventors: Christian Seibt
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil mit einem Ventilkörper mit einem ersten Innenquerschnitt und einem größeren, stromabwärtigen zweiten Innenquerschnitt; einer um eine Drehachse schwenkbaren Ventilklappe, wobei die Drehachse radial außerhalb des ersten Innenquerschnitts angeordnet ist, und einer außerhalb des Ventilkörpers vorgesehenen Rückstellvorrichtung zum Rückstellen der Ventilklappe in eine geschlossene Position.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Vakuumsystem mit solch einem Rückschlagventil und ein Toilettensystem für ein Luftfahrzeug mit solch einem Rückschlagventil.The invention relates to a check valve with a valve body having a first inner cross section and a larger, downstream second inner cross section; a pivotable about an axis of rotation valve flap, wherein the axis of rotation is disposed radially outside of the first inner cross-section, and provided outside of the valve body return device for returning the valve flap in a closed position.
Moreover, the invention relates to a vacuum system with such a check valve and a toilet system for an aircraft with such a check valve.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, ein Vakuumsystem und ein Toilettensystem für ein Flugzeug, wobei letztere solch ein Rückschlagventil aufweisen.The The invention relates to a check valve, a vacuum system and a toilet system for an aircraft, the latter have such a check valve.

Technologischer HintergrundTechnological background

Rückschlagventile kommen in verschiedenen Bereichen zum Einsatz. Unter anderem werden sie auch in Luftfahrzeugen für Vakuumsysteme, Toilettensysteme und Klimaanlagen eingesetzt.check valves come in different areas for use. Among other things, they will also in aircraft for vacuum systems, toilet systems and air conditioners used.

Bisher wurden in Vakuumsystemen als Bypassventile für Vakuumgeneratoren Schmetterlingsrückschlagklappen („butterfly-check-valve”), wie beispielsweise in der DE 40 31 456 C3 offenbart, verwendet. Bei derartigen Ventilen befindet sich ein mittiger Steg, an dem die Klappen und Rückstellfedern angebunden sind, direkt im Luftstrom, was einen erhöhten Strömungswiderstand sowie Korrosion und Verschmutzung der Rückstellfedern zur Folge haben kann.So far, in butterfly systems as bypass valves for vacuum generators butterfly check valves ("butterfly check valve"), such as in the DE 40 31 456 C3 disclosed, used. In such valves, there is a central web to which the flaps and return springs are connected, directly in the air flow, which can result in increased flow resistance and corrosion and contamination of the return springs.

Bekannte Spülvorrichtungen für eine Vakuumtoilette in Luftfahrzeugen erfordern nach einer Benutzung der Geräte das Auslösen eines Spülvorgangs durch Betätigen einer Auslöseeinrichtung. Es erfolgt dann zunächst ein Zuführen von Spülflüssigkeit in den Toilettenauffangbehälter (z. B. Urinal) und anschließend ein Öffnen eines Absaugventils, um Flüssigkeiten und sonstige Verunreinigungen in einen Abwassertank zu leiten. Der Fördervorgang erfolgt dabei üblicherweise durch eine Druckdifferenz zwischen dem Abwassertank und dem Aufstellungsraum der Vakuumtoilette. Während des Spülvorgangs erfolgt bei herkömmlichen Systemen zum Spülen einer Vakuumtoilette eine erhebliche Geräuschemission aufgrund der beim Spülvorgang hervorgerufenen Luftströmungen.Known Flushing devices for a vacuum toilet in aircraft require triggering after using the devices a rinsing operation by actuating a triggering device. It then takes place first a supply of rinsing liquid in the toilet container (eg urinal) and then opening a suction valve to liquids and other contaminants into a wastewater tank. Of the Delivery process is usually carried out by a pressure difference between the waste water tank and the installation room the vacuum toilet. During the rinsing process takes place in conventional systems for flushing a vacuum toilet a considerable noise emission due to the flushing process caused air currents.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die soeben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu beseitigen.Of the Invention is based on the object, the disadvantages just described Of the prior art, at least partially eliminate.

Diese Aufgabe wird mit einem Rückschlagventil gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst.These Task is with a check valve according to the independent claim solved.

Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.advantageous Further developments of the invention are the subject of the dependent Claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik auf durch ein Rückschlagventil mit einem Ventilkörper mit einem ersten Innenquerschnitt und einem größeren, stromabwärtigen zweiten Innenquerschnitt; einer um eine Drehachse schwenkbaren Ventilklappe, wobei die Drehachse radial außerhalb des ersten Innenquerschnitts angeordnet ist, und einer außerhalb des Ventilkörpers vorgesehenen Rückstellvorrichtung zum Rückstellen der Ventilklappe in eine geschlossene Position. Diese Ausführung bietet den Vorteil, dass durch die außenliegende Rückstellvorrichtung ein erhöhter Fluiddurchsatz bei geringeren Strömungsgeräuschen erreicht werden kann. Des Weiteren bietet sie den Vorteil, dass bei Wartungsarbeiten durch Sichtkontrolle und Betätigen der Rückstellvorrichtung per Hand die Funktion im Vergleich zur Schmetterlingsrückschlagklappe ohne Ausbau überprüft werden kann. Die nicht mehr im Fluidstrom liegende Rückstellvorrichtung und die damit verbundene Vermeidung von Korrosion und Verschmutzung führt im Allgemeinen dazu, dass die Wartungsintervalle bei diesen zuverlässigen und robusten Komponenten heruntergesetzt werden können. Außerdem ist das erfindungsgemäße Rückschlagventil einfacher herzustellen, da der Ventilklappenmechanismus nicht mehr innerhalb des Ventilkörpers mit der Rückstellvorrichtung verbunden werden muss. Insgesamt ermöglicht die strömungsgünstigere Ausführung des Rückschlagventils eine erhöhte Leistungsfähigkeit des Rückschlagventils bei gleichzeitiger Verringerung möglicher Geräuschemissionen während der Durchströmung des Rückschlagventils.One Embodiment of the invention is based on the generic Prior art by a check valve with a Valve body having a first inner cross-section and a larger, downstream second inner cross section; a pivotable about an axis of rotation valve flap, wherein the axis of rotation arranged radially outside of the first inner cross section is, and one provided outside of the valve body Reset device for resetting the valve flap in a closed position. This version offers the advantage that by the outer reset device a increased fluid flow rate with lower flow noise can be achieved. Furthermore, it offers the advantage that during maintenance work by visual inspection and actuation the reset device by hand the function in comparison Checked for butterfly check valve without removal can be. The no longer lying in the fluid stream return device and the associated avoidance of corrosion and pollution In general, the maintenance intervals for these reliable and robust components can be downgraded. In addition, the check valve according to the invention easier to manufacture, since the valve mechanism no longer within the valve body with the return device must be connected. Overall, the aerodynamic allows Execution of the check valve increased Performance of the check valve at the same time Reduction of possible noise emissions during the flow through the check valve.

Des Weiteren betrifft ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Vakuumsystem mit einem Vakuumgenerator und einem Rückschlagventil gemäß einer der Ausführungen der Erfindung, welches in einer Leitung zur Umgehung des Vakuumgenerators vorgesehen ist. Die strömungsgünstige Ausführung des Rückschlagventils ermöglicht dabei, die Leistung des Vakuumsystems zu erhöhen und gleichzeitig mögliche Geräuschemissionen während der Durchströmung des Rückschlagventils zu verringern.Of Further relates to an embodiment of the invention a vacuum system with a vacuum generator and a check valve according to one of the embodiments of the invention, which is provided in a line for bypassing the vacuum generator is. The streamlined design of the Check valve allows the performance of the To increase the vacuum system and at the same time possible Noise emissions during the flow reduce the check valve.

Darüber hinaus betrifft ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Toilettensystem für ein Luftfahrzeug mit einem Toilettenauffangbehälter; einer Bypassleitung, die mit einem Absaugventil versehen ist, welches die Bypassleitung wahlweise mit einem Vakuumsystem verbindet; einem Rückschlagventil gemäß einer der Ausführungen der Erfindung, welches die Bypassleitung wahlweise mit der Umgebungsluft im Luftfahrzeug verbindet, und einer Toilettenauffangbehälterabflussleitung, welche zwischen dem Rückschlagventil und dem Absaugventil von der Bypassleitung abzweigt und zum Toilettenauffangbehälter führt. Durch die strömungsgünstige Ausführung des Rückschlagventils wird hierbei ermöglicht, die Leistung des Toilettensystems zu erhöhen und gleichzeitig mögliche Geräuschemissionen während der Durchströmung des Rückschlagventils zu verringern. Weiterhin ist es durch die Bauart des Rückschlagventils möglich, rückströmende Gerüche aus dem Toilettensystem an die Umgebung auf ein Minimum zu reduzieren. Durch den hohen Fluiddurchsatz des Rückschlagventils kann eine verbesserte Reinigungswirkung in der Bypassleitung des Toilettensystems erreicht werden. Zusätzliche und aufwändige geräuschreduzierende Maßnahmen können auf ein Minimum beschränkt werden oder ganz entfallen, was wiederum Gewicht spart und zu Treibstoffeinsparungen führt. Schließlich bietet die Anwendung des Rückschlagventils in einem Toilettensystem mit Bypasskonzept maximalen Nutzerkomfort durch ein minimales Absauggeräusch und minimale Geruchsemissionen.In addition, an embodiment of the invention relates to a toilet system for an aircraft with a toilet receptacle; a bypass line provided with a suction valve which selectively connects the bypass line to a vacuum system; a check valve according to one of the embodiments of the invention, which connects the bypass line optionally with the ambient air in the aircraft, and a toilet collecting tank discharge line, which branches off between the check valve and the suction valve from the bypass line and leads to the toilet receptacle. The streamlined execution of the check valve is hereby possible to increase the performance of the toilet system and at the same time to reduce possible noise emissions during the flow through the check valve. Furthermore, it is possible by the design of the check valve, back-flowing odors the toilet system to the environment to a minimum. Due to the high fluid flow rate of the check valve, an improved cleaning effect in the bypass line of the toilet system can be achieved. Additional and costly noise reduction measures can be kept to a minimum or eliminated altogether, which in turn saves weight and leads to fuel savings. Finally, the use of the check valve in a bypass system toilet system provides maximum user comfort through minimal suction and minimal odor emissions.

Kurze FigurenbeschreibungShort description of the figures

1 zeigt Teile des Rückschlagventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 shows parts of the check valve according to an embodiment of the invention;

2 zeigt einen an den Ventilkörper aus 1 zu montierenden Anschlussstutzen; 2 shows one to the valve body 1 to be mounted connection piece;

3 zeigt schematisch den Ventilkörper gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 3 schematically shows the valve body according to an embodiment of the invention;

4 zeigt schematisch den Ventilkörper aus 3 mit geschlossener Ventilklappe; 4 schematically shows the valve body 3 with closed valve flap;

5 zeigt schematisch den Ventilkörper gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; 5 schematically shows the valve body according to another embodiment of the invention;

6 zeigt schematisch den Ventilkörper gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; 6 schematically shows the valve body according to another embodiment of the invention;

7 zeigt schematisch den Ventilkörper gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; 7 schematically shows the valve body according to another embodiment of the invention;

8 zeigt schematisch die Ventilklappenmechanik gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei geschlossener Ventilklappe; 8th shows schematically the valve mechanism according to an embodiment of the invention with the valve flap closed;

9 zeigt schematisch die Ventilklappenmechanik aus 8 bei geöffneter Ventilklappe; 9 schematically shows the valve mechanism 8th with the valve flap open;

10 zeigt schematisch die Ventilklappenmechanik gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; 10 schematically shows the valve mechanism according to another embodiment of the invention;

11 zeigt das Rückschlagventil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 11 shows the check valve according to an embodiment of the invention;

12 zeigt ein Vakuumsystem mit eingeschaltetem Vakuumgenerator; 12 shows a vacuum system with the vacuum generator switched on;

13 zeigt ein Vakuumsystem mit ausgeschaltetem Vakuumgenerator; 13 shows a vacuum system with the vacuum generator switched off;

14 zeigt ein Toilettensystem für ein Luftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 14 shows a toilet system for an aircraft according to an embodiment of the invention; and

15 zeigt das Rückschlagventil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 15 shows the check valve according to another embodiment of the invention.

Detaillierte Beschreibung eines AusführungsbeispielsDetailed description an embodiment

1 zeigt Teile des Rückschlagventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Ventilkörper 11 ist über vier Schraubverbindungen (in 1 nicht sichtbar) mit einem Anschlussstutzen 12 verbunden. Der Anschlussstutzen 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Schlauchanschluss ausgeführt. Der Ventilkörper 11 weist im Inneren einen im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf. Dabei bedeutet „im Wesentlichen”, dass die Ecken des quadratischen oder rechteckigen Querschnitts mit einer Fase oder einer Abrundung versehen sein können. Die in 1 rechts unten dargestellte Stirnfläche wird ebenfalls mit einem Anschlussstutzen 12 versehen. Die Stirnflächen des Ventilkörpers 11, auf die die Anschlussstutzen 12 aufgesetzt werden, können aus strömungsoptimierten und geräuschoptimierten Aspekten mit einer ausreichenden Abrundung oder Schräge versehen sein. Der Ventilkörper 11 ist zur Gewichtsreduzierung aus Aluminium oder Kunststoff ausgebildet und mit minimaler Wandstärke derart konstruiert, dass ein Optimum aus mechanischen Anforderungen und Gewichtsoptimierung erzielt wird. Die vier Seitenflächen des Ventilkörpers 11 sind außen und mittig mit in Strömungsrichtung verlaufenden Stegen 13 versehen, die einstückig mit den Seitenflächen des Ventilkörpers 11 ausgebildet sind. In die Stirnflächen der Stege 13 sind Gewinde eingebracht, mittels derer die Anschlussstutzen 12 an den Ventilkörper 11 angeschraubt werden können. Indem lediglich die Stege 13 vorgesehen sind und die Wandstärke des Ventilkörpers 11 auf ein Minimum reduziert wird, entstehen zwischen den Stegen 13 Aussparungen, die enorm zur Gewichtsreduzierung des Rückschlagventils beitragen, wobei durch die in Strömungsrichtung verlaufenden Stege 13 trotzdem die geforderte Stabilität gewährleistet werden kann. Durch diesen Aufbau, die Materialauswahl, geringer Teileanzahl und rein mechanischer Funktion kann ein möglichst geringes Gewicht bei hoher Zuverlässigkeit und niedrigen Produktionskosten erreicht werden. 1 shows parts of the check valve according to an embodiment of the invention. A valve body 11 is over four screw connections (in 1 not visible) with a connecting piece 12 connected. The connecting piece 12 is designed in this embodiment as a hose connection. The valve body 11 has a substantially square or rectangular cross-section inside. Here, "essentially" means that the corners of the square or rectangular cross-section can be provided with a chamfer or a rounding. In the 1 The lower right side of the face is also equipped with a connecting piece 12 Mistake. The end faces of the valve body 11 to which the connecting pieces 12 may be provided with flow-optimized and noise-optimized aspects with a sufficient rounding or bevel. The valve body 11 is designed for weight reduction of aluminum or plastic and constructed with minimal wall thickness so that an optimum of mechanical requirements and weight optimization is achieved. The four side surfaces of the valve body 11 are outside and center with running in the direction of flow webs 13 provided integral with the side surfaces of the valve body 11 are formed. In the faces of the webs 13 are threaded, by means of which the connecting pieces 12 to the valve body 11 can be screwed. By only the webs 13 are provided and the wall thickness of the valve body 11 is reduced to a minimum, arise between the webs 13 Recesses that contribute enormously to the weight reduction of the check valve, wherein by the running in the direction of flow webs 13 Nevertheless, the required stability can be guaranteed. By this structure, the choice of materials, low number of parts and purely mechanical function of the lowest possible weight can be achieved with high reliability and low production costs.

2 zeigt einen an den Ventilkörper 11 aus 1 zu montierenden Anschlussstutzen 12. Der Anschlussstutzen 12 ist zylinderförmig, d. h. sowohl die Innenfläche als auch die Außenfläche sind im Wesentlichen zylinderförmig. Das an den Ventilkörper 11 zu montierende Ende des Anschlussstutzens 12 ist mit einem Flansch 14 versehen, der Bohrungen aufweist, die den Gewindebohrungen in den Stegen 13 entsprechen. Am vom Flansch 14 entfernten Ende des Anschlussstutzens 12 ist auf der Außenfläche des Anschlussstutzens eine kreisrund verlaufende Auswölbung ausgebildet, um einen besseren Sitz des aufgestülpten Anschlussschlauchs zu gewährleisten. 2 shows one to the valve body 11 out 1 to be mounted connecting piece 12 , The connecting piece 12 is cylindrical, ie, both the inner surface and the outer surface are substantially cylindrical. That to the valve body 11 to be mounted end of the connecting piece 12 is with a flange 14 provided, which has holes that the threaded holes in the webs 13 correspond. On from the flange 14 distant end of the connecting piece 12 is formed on the outer surface of the connecting piece a circular extending bulge to ensure a better fit of the attached connection hose.

3 zeigt schematisch den Ventilkörper 11 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Innere des Ventilkörpers 11 weist einen im Wesentlichen quadratischen oder rechteckigen Innenquerschnitt auf, wie bereits erwähnt. Dabei ist der stromaufwärtige Innenquerschnitt l_KQ kleiner als der stromabwärtige Innenquerschnitt l_GQ. Am stufigen Übergang vom kleineren Innenquerschnitt l_KQ zum größeren Innenquerschnitt l_GQ wird ein Ventilsitz 15 ausgebildet. Angrenzend zum Ventilsitz 15 und radial außerhalb des kleineren Innenquerschnitts l_KQ ist ein Ventilklappenhebel 16 angebracht, mit dem eine Ventilklappe 17 gekoppelt ist. Die Ventilklappe 17 ist entsprechend zum Innenquerschnitt des Ventilkörpers 11 als flache Platte ausgebildet, die eine im Wesentlichen quadratische oder rechteckige Form aufweist, wobei auch in diesem Zusammenhang „im Wesentlichen” bedeutet, dass die Ecken abgerundet oder abgeschrägt sein können. Im geschlossenen Zustand der Ventilklappe 17 liegt diese auf den Ventilsitz 15 auf und schließt das Rückschlagventil. In einem vollständig geöffneten Zustand ist die Ventilklappe 17 seitlich derart an die Innenwand des Ventilkörpers 11 angeschlagen, dass die strömungszugewandte Seite der Ventilklappe 17 mit der Innenwand des Ventilkörpers 11 im Bereich des kleineren Innenquerschnitts l_KQ fluchtet. Dazu ist das Maß l_D der Hälfte der Differenz von Innenquerschnitt l_GQ und Innenquerschnitt l_KQ minimal größer als die Dicke l_VK der Ventilklappe 17. Dies ermöglicht einen freien, ungehinderten, turbulenzarmen und geräuschreduzierten Strömungsdurchgang. Zur weiteren Verhinderung von Geräuschen beim Öffnen der Ventilklappe kann auf der Innenseite des Ventilkörpers 11 zwischen der geöffneten Ventilklappe 17 und dem Ventilkörper 11 ein elastisches Dämpfungselement (nicht dargestellt), wie beispielsweise eine Gummimatte, angebracht sein. Außerdem kann zur weiteren Verhinderung von Fluidströmungen zwischen der Innenwand des Ventilkörpers 11 und der Kante der Ventilklappe 17, an der der Ventilklappenhebel 16 vorgesehen ist, die Ventilklappe 17 teilweise in die Wand des Ventilkörpers 11 integriert sein, indem beispielsweise die integrierte Kante elastisch ausgeführt ist. 3 schematically shows the valve body 11 according to an embodiment of the invention. The interior of the valve body 11 has a substantially square or rectangular inner cross section, as already mentioned. In this case, the upstream inner cross section l _{KQ is} smaller than the downstream inner cross section l _GQ . At the transition from the smaller inner cross section l _KQ to the larger inner cross section l _GQ becomes a valve seat 15 educated. Adjacent to the valve seat 15 and radially outside of the smaller inner cross section L _KQ is a valve flap lever 16 attached, with which a valve flap 17 is coupled. The valve flap 17 is corresponding to the inner cross section of the valve body 11 formed as a flat plate having a substantially square or rectangular shape, in which context "substantially" means that the corners may be rounded or bevelled. In the closed state of the valve flap 17 this lies on the valve seat 15 on and closes the check valve. In a fully open state, the valve flap 17 laterally to the inner wall of the valve body 11 struck that the flow-facing side of the valve flap 17 with the inner wall of the valve body 11 in the area of the smaller inner cross section l _{KQ is} aligned. For this purpose, the dimension l _{D of} the half of the difference between the inner cross section l _GQ and the inner cross section l _{KQ is} minimally greater than the thickness l _{VK of} the valve flap 17 , This allows a free, unobstructed, low-turbulence and noise-reduced flow passage. To further prevent noise when opening the valve flap can on the inside of the valve body 11 between the opened valve flap 17 and the valve body 11 an elastic damping element (not shown), such as a rubber mat, be attached. In addition, to further prevent fluid flow between the inner wall of the valve body 11 and the edge of the valve flap 17 at the valve flap lever 16 is provided, the valve flap 17 partly in the wall of the valve body 11 be integrated, for example, by the integrated edge is elastic.

4 zeigt schematisch den Ventilkörper 11 aus 3 mit geschlossener Ventilklappe 17. 4 schematically shows the valve body 11 out 3 with closed valve flap 17 ,

5 zeigt schematisch den Ventilkörper 11 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 11 mit einem abgerundeten Ventilsitz 18 versehen und das vom Ventilklappenhebel 16 entfernte Ende der Ventilklappe 17 ist mit einer dazu entsprechenden Abrundung 19 versehen. 5 schematically shows the valve body 11 according to a further embodiment of the invention. In this embodiment, the valve body 11 with a rounded valve seat 18 provided and that of the valve flap lever 16 removed end of the valve flap 17 is with a corresponding rounding off 19 Mistake.

6 zeigt schematisch den Ventilkörper 11 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 11 mit einem schrägen Ventilsitz 20 versehen, d. h. der Ventilsitz 20 weist eine Fläche auf, die zur Innenfläche des Ventilkörpers 11 im Bereich des kleineren Innenquerschnitts l_KQ einen Winkel β zwischen 120 und 150 Grad bildet. Das vom Ventilklappenhebel 16 entfernte Ende der Ventilklappe 17 ist mit einer dazu entsprechenden Schräge 21 versehen. 6 schematically shows the valve body 11 according to a further embodiment of the invention. In this embodiment, the valve body 11 with a sloping valve seat 20 provided, ie the valve seat 20 has a surface facing the inner surface of the valve body 11 forms an angle β between 120 and 150 degrees in the region of the smaller internal cross section l _KQ . That of the valve flap lever 16 removed end of the valve flap 17 is with a corresponding slope 21 Mistake.

7 zeigt schematisch den Ventilkörper 11 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist zur besseren Abdichtung des Rückschlagventils der Ventilsitz 15 mit einer rundum verlaufenden Dichtung 22 versehen. Die Dichtung 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein O-Ring mit rechteckigem Querschnitt, der auf dem Ventilsitz 15 aufgelegt und vorzugsweise an diesem befestigt (z. B. angeklebt) ist. Durch diese Dichtung 22 wird eine bessere Dichtwirkung des Rückschlagventils erreicht, wodurch bei Verwendung des Rückschlagventils in einem Toilettensystem aufsteigende Gerüche aus der Rohrarchitektur besser verhindert werden können. 7 schematically shows the valve body 11 according to a further embodiment of the invention. In this embodiment, the valve seat is for better sealing of the check valve 15 with a seal running all around 22 Mistake. The seal 22 is in this embodiment, an O-ring with a rectangular cross section, on the valve seat 15 placed and preferably attached to this (eg glued) is. Through this seal 22 a better sealing effect of the check valve is achieved, whereby when using the check valve in a toilet system rising odors from the pipe architecture can be better prevented.

8 zeigt schematisch die Ventilklappenmechanik gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei geschlossener Ventilklappe. Die Ventilklappenmechanik besteht grundsätzlich aus der Ventilklappe 17, dem Ventilklappenhebel 16 und einer Rückstellvorrichtung 23, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Federelement ist. Das Federelement ist vorzugsweise eine Schraubenzugfeder mit einer definierten Federkonstante (Federkennlinie). 8th schematically shows the valve mechanism according to an embodiment of the invention with the valve flap closed. The valve flap mechanism basically consists of the valve flap 17 , the valve flap lever 16 and a return device 23 which is a spring element in the present embodiment. The spring element is preferably a helical tension spring with a defined spring constant (spring characteristic).

Der Ventilklappenhebel 16 ist mit einer Kante der Ventilklappe 17 verbunden und erstreckt sich durch die Wandung des Ventilkörpers 11 aus dem Ventilkörper heraus. Das Zentrum des im Inneren des Ventilkörpers 11 verlaufenden Ventilklappenhebels 16 bildet eine Drehachse 25, um welche die Ventilklappe 17 gedreht wird. Außerhalb des Ventilkörpers 11 bildet ein Abschnitt des Ventilklappenhebels 16 einen Hebelarm 24 mit der Länge l_HA, der mit der Drehachse 25 als Zentrum einen Winkel α mit einer Geraden bildet, welche bezüglich der Drehachse 25 gegenüberliegend zur Ventilklappe 17 in deren Ebene liegt und senkrecht zur Drehachse 25 verläuft. Einerseits müssen das Federelement 23 und die Hebelarmlänge l_HA entsprechend so ausgelegt werden, dass ein vollständiges Schließen der Ventilklappe 17 mit ausreichender Anpresskraft auf den Ventilsitz 15 erreicht wird. Andererseits müssen diese Parameter so ausgelegt werden, dass bei niedrigen Massenströmen durch das Rückschlagventil ein vollständiges Öffnen der Ventilklappe 17 ermöglicht wird. Die Hebelarmlänge l_HA, die Hebelarmausrichtung und die Federkraft müssen dabei so ausgelegt werden, dass die Ventilklappe 17 bei niedrigen Massenströmen vollständig öffnet. Der Hebelarm 24 ist im Winkel α so auszurichten, dass bei vollständig geöffneter Ventilklappe 17 noch eine ausreichende Hebelwirkung zum Zurückstellen der Ventilklappe 17 vorherrscht.The valve flap lever 16 is with one edge of the valve flap 17 connected and extends through the wall of the valve body 11 out of the valve body. The center of the inside of the valve body 11 extending valve flap lever 16 forms a rotation axis 25 around which the valve flap 17 is turned. Outside the valve body 11 forms a section of the valve flap lever 16 a lever arm 24 with the length l _HA , that with the axis of rotation 25 as center forms an angle α with a straight line, which with respect to the axis of rotation 25 opposite to the valve flap 17 lies in the plane and perpendicular to the axis of rotation 25 runs. On the one hand, the spring element 23 and the Hebelarmlänge l _HA are designed so that a complete closing of the valve flap 17 with sufficient contact pressure on the valve seat 15 is reached. On the other hand, these parameters must be designed so that at low mass flows through the check valve, a complete opening of the valve flap 17 is possible. The Lever arm length l _HA , the lever arm alignment and the spring force must be designed so that the valve flap 17 completely opens at low mass flows. The lever arm 24 is to be oriented at an angle α such that when the valve flap is fully open 17 still sufficient leverage to reset the valve flap 17 prevails.

9 zeigt schematisch die Ventilklappenmechanik aus 8 bei geöffneter Ventilklappe. Ein geringer Differenzdruck, d. h. ein geringer Massenstrom, genügt, um die Ventilklappe 17 zu öffnen. Dieses leichte Öffnen wird auch durch den Versatz des Hebelarms 24 um den Winkel α und Anpassung von Hebelarmverhältnis, Federkraft und Federweg erreicht. Beim Öffnen der Ventilklappe 17 wird die Rückstellvorrichtung 23 von ihrer Länge l_FE1 (siehe 8) zu einer Länge l_FE2 gedehnt. Das Öffnen der Ventilklappe 17 wird durch Differenzdruck, der durch die Fluidströmung erzeugt wird, bewirkt, wohingegen das Schließen der Ventilklappe 17 bei stetig verringertem Fluidvolumenstrom durch die Rückstellkraft der Rückstellvorrichtung 23 bewirkt wird. 9 schematically shows the valve mechanism 8th with the valve open. A small differential pressure, ie a low mass flow, suffices for the valve flap 17 to open. This easy opening is also due to the offset of the lever arm 24 achieved by the angle α and adjustment of lever arm ratio, spring force and travel. When opening the valve flap 17 becomes the reset device 23 of their length l _FE1 (see 8th ) is stretched to a length L _FE2 . Opening the valve flap 17 is caused by differential pressure generated by the fluid flow, whereas closing the valve flap 17 at constantly reduced fluid flow through the restoring force of the return device 23 is effected.

10 zeigt schematisch die Ventilklappenmechanik gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser Variante ist der Ventilklappenhebel als Winkelelement 26 ausgeführt. Das heißt der außerhalb des Ventilkörpers 11 liegende Abschnitt des Ventilklappenhebels bildet ein Winkelelement 26. Dieses Winkelelement 26 weist wiederum einen hinsichtlich der Drehachse 25 gegenüberliegend zur Ventilklappe 17 in deren Ebene verlaufenden Abschnitt und einen zu diesem senkrecht stehenden kürzeren Abschnitt auf. Eine Verbindungslinie vom Ende des kürzeren Abschnitts zur Drehachse 25 schließt mit dem längeren Abschnitt einen Winkel α ein. 10 schematically shows the valve mechanism according to another embodiment of the invention. In this variant, the valve flap lever is an angle element 26 executed. That is, outside the valve body 11 lying portion of the valve flap lever forms an angle element 26 , This angle element 26 again has one with respect to the axis of rotation 25 opposite to the valve flap 17 in the plane extending portion and a perpendicular to this shorter section. A connecting line from the end of the shorter section to the axis of rotation 25 includes an angle α with the longer section.

11 zeigt das Rückschlagventil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier ist das Rückschlagventil 10 komplett montiert, d. h. an den Ventilkörper 11 sind beiderseits die Anschlussstutzen 12 montiert. Aus dem Inneren des Ventilkörpers 11 ragt der Hebelarm 24 heraus, an dem die Rückstellvorrichtung 23 befestigt ist. Vorzugsweise ist hierfür der Hebelarm 24 mit einer Durchgangsbohrung versehen, in die die Rückstellvorrichtung 23 eingehängt werden kann. Das andere Ende der Rückstellvorrichtung 23 ist an einer am Ventilkörper 11 vorgesehenen Öse eingehängt. 11 shows the check valve according to an embodiment of the invention. Here is the check valve 10 completely assembled, ie to the valve body 11 are on both sides of the connecting piece 12 assembled. From inside the valve body 11 the lever arm protrudes 24 out at which the reset device 23 is attached. Preferably, this is the lever arm 24 provided with a through hole into which the return device 23 can be hung. The other end of the reset device 23 is at one on the valve body 11 attached eyelet hung.

12 zeigt ein Vakuumsystem mit eingeschaltetem Vakuumgenerator 27 und 13 zeigt ein Vakuumsystem mit ausgeschaltetem Vakuumgenerator 27. Diese Figuren zeigen ein weiteres Anwendungsbeispiel für den Einsatz des Rückschlagventils 10 in einem Vakuumsystem. Das Rückschlagventil 10 ist dabei in Parallelschaltung zum Vakuumgenerator 27 angeordnet, d. h. das Rückschlagventil 10 ist in einer Bypassleitung zum Vakuumgenerator 27 angeordnet. In dieser Anordnung soll das Rückschlagventil 10 eine Rückströmung während des Betriebs des Vakuumgenerators 27 verhindern. Im Reiseflug des Luftfahrzeugs, in dem das Vakuumsystem vorgesehen sein kann, ist der Vakuumgenerator 27 nicht im Betrieb, wobei die Bypassleitung mit dem darin vorgesehenen Rückschlagventil 10 einen freien Strömungsdurchgang zur Versorgung des Vakuumsystems ermöglichen soll. Das strömungsgünstige Rückschlagventil 10 kann im Reiseflug die Leistung eines Vakuumsystems durch einen geringeren Druckverlust im Vergleich zu herkömmlichen Rückschlagventilen erhöhen. Außerdem ist das Rückschlagventil 10 in dieser Anwendung vorteilhaft im Hinblick auf Schallemissionen sowie der Wartung und Zuverlässigkeit. 12 shows a vacuum system with the vacuum generator switched on 27 and 13 shows a vacuum system with the vacuum generator switched off 27 , These figures show a further example of application for the use of the check valve 10 in a vacuum system. The check valve 10 is in parallel with the vacuum generator 27 arranged, ie the check valve 10 is in a bypass line to the vacuum generator 27 arranged. In this arrangement, the check valve 10 a backflow during operation of the vacuum generator 27 prevent. The cruising flight of the aircraft in which the vacuum system can be provided is the vacuum generator 27 not in operation, the bypass line with the non-return valve provided therein 10 to allow a free flow passage to supply the vacuum system. The streamlined non-return valve 10 can increase the performance of a vacuum system in cruising flight by a lower pressure loss compared to conventional check valves. In addition, the check valve 10 in this application advantageous in terms of noise emissions as well as the maintenance and reliability.

14 zeigt ein Toilettensystem für ein Luftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Toilettensystem enthält ein Urinal 28 mit einem Urinalablauf 29, der an eine Urinalabflussleitung 30 angeschlossen ist. Die Urinalabflussleitung 30 mündet in eine Bypassleitung 31, die über ein Absaugventil 32 mit einem nicht dargestellten Vakuumsystem verbindbar ist. Die Bypassleitung 31 ist über eine Kupplung mit der Urinalabflussleitung 30 verbunden. Es kann eine Spülwasserversorgung mit einem Spülventil 33 vorgesehen sein, die bei einem Spülvorgang Spülwasser in das Urinal 28 einspeist. Die Bypassleitung 31 ist einerseits an das Absaugventil 32 und andererseits an das Rückschlagventil 10 angeschlossen, das verhindern soll, dass unangenehme Gerüche aus der Bypassleitung 31 nach außen dringen. Analog verhindert der Urinalbeckenablauf 29, dass unangenehme Gerüche aus der Rohrarchitektur nach außen dringen. Das Umgebungsluft zuführende Ende der Bypassleitung 31 ist mit einem Schalldämpfer 34 versehen, wodurch lediglich geringere wahrnehmbare Geräuschemissionen an der Bypassleitung 31 hervorgerufen werden. Das System enthält ferner eine Steuereinheit 35, die nach Betätigung eines Spülknopfes 36 das Spülventil 33 und das Absaugventil 32 ansteuert. Der Hauptfluidstrom wird bei einem Spülvorgang durch die Bypassleitung 31 geführt, die über das Absaugventil 32 an das Vakuumsystem gekoppelt ist. Durch die Verwendung einer Bypassleitung 31 ist es möglich, nur einen geringen Fluidstrom durch das Urinal 28 zu leiten und den erforderlichen Fluidstrom im Wesentlichen zum Transport von Verunreinigungen, des Urins und der Spülflüssigkeit durch die Bypassleitung 31 zu leiten. Hierdurch kann die Lärmentwicklung durch den geringeren Fluidstrom am Urinalabfluss 29 sehr stark verringert werden. Durch Vorsehen des Schalldämpfers 34 am Ende der Bypassleitung 31 ist es des Weiteren möglich, geringe wahrnehmbare Geräuschemissionen an der Bypassleitung 31 hervorzurufen. Die Verbreitung einer vom Schalldämpfer 34 ausgehenden verbleibenden Geräuschemission kann weiter durch strömungsoptimierte Komponenten in der Fluidstromführung aus dem Toilettenmonument über den Toilettenauffangbehälter (z. B. Urinal) in das Vakuumsystem erreicht werden. Der Hauptfluidstrom wird über die Bypassleitung 31 geführt. Die resultierende hohe Strömungsgeschwindigkeit in der Bypassleitung 31 erfordert strömungsgünstige Komponenten, um tonale Anteile, insbesondere hochfrequente Anteile, möglichst zu reduzieren und einen optimalen Abtransport in das Vakuumsystem sicherzustellen. Die Funktion des Rückschlagventils 10 als Geruchsverschluss muss durch entsprechende Dichtungsmaßnahmen sichergestellt werden, um eine Weiterleitung von Gerüchen aus dem System bzw. aus den Rohrleitungen zur Umgebung zu verhindern. 14 shows a toilet system for an aircraft according to an embodiment of the invention. The toilet system contains a urinal 28 with a urinal drain 29 who is connected to a urinal drain 30 connected. The urinal drainage line 30 flows into a bypass line 31 that has a suction valve 32 can be connected to a vacuum system, not shown. The bypass line 31 is via a coupling with the urinal drain line 30 connected. It can be a flushing water supply with a flushing valve 33 be provided, the rinse water in the urinal during a flushing process 28 feeds. The bypass line 31 on the one hand to the suction valve 32 and on the other hand to the check valve 10 connected to prevent unpleasant odors from the bypass line 31 penetrate to the outside. Similarly, the Urinalbeckenablauf prevented 29 that unpleasant odors from the pipe architecture penetrate to the outside. The ambient air feeding end of the bypass line 31 is with a silencer 34 provided, whereby only lower perceptible noise emissions at the bypass line 31 be caused. The system further includes a control unit 35 , after pressing a rinse button 36 the flush valve 33 and the suction valve 32 controls. The main fluid flow is during a purge through the bypass line 31 passed through the suction valve 32 coupled to the vacuum system. By using a bypass line 31 It is possible only a small flow of fluid through the urinal 28 to direct and the required fluid flow substantially for the transport of impurities, urine and the rinsing liquid through the bypass line 31 to lead. As a result, the noise due to the lower fluid flow at the urinal drain 29 be greatly reduced. By providing the muffler 34 at the end of the bypass line 31 it is also possible, low perceptible noise emissions at the bypass line 31 cause. The dissemination of a muffler 34 Outgoing remaining noise can continue through flow-optimized components in the fluid flow guide can be achieved from the toilet monument via the toilet collecting container (eg urinal) into the vacuum system. The main fluid flow is via the bypass line 31 guided. The resulting high flow velocity in the bypass line 31 requires aerodynamic components to reduce tonal components, in particular high-frequency components as possible and to ensure optimal removal into the vacuum system. The function of the check valve 10 as an odor trap must be ensured by appropriate sealing measures to prevent the transmission of odors from the system or from the pipes to the environment.

15 zeigt das Rückschlagventil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Alternativ zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, kann anstatt des Federelements als Rückstellvorrichtung ein motorischer Antrieb 37 zur Rückstellung der Ventilklappe 17 vorgesehen sein. In diesem Zusammenhang sind vorzugsweise im Inneren des Ventilköpers 11 um 90 Grad versetzte Endlagenschalter 38, 39 vorgesehen, die den Motor 37 abschalten, wenn die entsprechenden Endlagen, d. h. die vollständig geöffnete und die vollständig geschlossene Stellung der Ventilklappe 17 erreicht ist. Der Motor 37 ist mit einer zentralen Gerätesteuerung 40 gekoppelt, die wiederum mit den Endlagenschaltern 38, 39 verbunden ist. Bei Verwendung dieser Anordnung in einem Toilettensystem wird die Ventilklappe 17 vor dem Absaugvorgang vollständig geöffnet und nach dem Absaugvorgang vollständig geschlossen. 15 shows the check valve according to another embodiment of the invention. As an alternative to the preceding embodiment, instead of the spring element as a restoring device, a motor drive 37 for resetting the valve flap 17 be provided. In this context, preferably in the interior of the Ventilköpers 11 offset by 90 degrees limit switch 38 . 39 provided the engine 37 switch off when the corresponding end positions, ie the fully open and the fully closed position of the valve flap 17 is reached. The motor 37 is with a central device control 40 coupled, in turn, with the limit switches 38 . 39 connected is. When using this arrangement in a toilet system, the valve flap 17 completely opened before the suction process and completely closed after the suction process.

Obwohl die Erfindung im Vorhergegangenen unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist auch in anderen Bereichen als der Luftfahrt einsetzbar, beispielsweise in Zügen, Schiffen und der Haustechnik, wo ebenfalls Vakuumtoiletten verwendet werden. Allgemein ist die Erfindung in der Versorgungs- und Verfahrenstechnik anwendbar, wo das Problem der Reduzierung von Geräuschemissionen und Geruchsemissionen im Bereich der Fluidmechanik gegeben ist.Even though the invention in the foregoing with reference to a preferred Example has been described various changes and modifications are made, without departing from the scope of the invention. The invention is also used in other areas than aviation, for example in trains, ships and the building services, where also vacuum toilets be used. Generally, the invention is in the supply and process technology applicable where the problem of reduction of noise emissions and odor emissions in the area the fluid mechanics is given.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4031456 C3 [0003]

Claims

Check valve ( 10 ) with: a valve body ( 11 ) having a first inner cross-section (l _KQ ) and a larger, downstream second inner cross-section (l _GQ ); one around a rotation axis ( 25 ) swiveling valve flap ( 17 ), wherein the axis of rotation ( 25 ) is arranged radially outside of the first inner cross section (l _KQ ), and one outside the valve body ( 11 ) provided return device ( 23 . 37 ) for resetting the valve flap ( 17 ) in a closed position.

Check valve according to claim 1, wherein the first and second inner cross section square or is rectangular, with the corners have a chamfer or rounding can.

Check valve according to a of the preceding claims, wherein the valve flap is square or rectangular, whose corners a chamfer or rounding can have.

Check valve according to a of the preceding claims, wherein the flow-facing surface the valve flap in the fully open state the valve flap with an inner surface of the valve body is aligned in the region of the first inner cross section.

Check valve according to a of the preceding claims, wherein on the valve flap a valve flap lever is mounted through the wall of the Valve body is guided to the outside and Outside has a lever arm, which is at an angle to the valve flap level forms.

Check valve according to a of the preceding claims, wherein in the open State of the valve flap between the surface facing away from the flow the valve flap and an inner surface of the valve body an elastic damping element is arranged.

Check valve according to a of the preceding claims, wherein the valve flap in closed state is seated on a rounded valve seat.

Check valve according to a of claims 1 to 6, wherein the valve flap in the closed Condition is seated on a seat which coincides with the inner surface of the Valve body in the region of the first inner cross-section a Angle between 120 and 150 degrees forms.

Check valve according to claim 1, wherein the return device is a motor.

Vacuum system with: a vacuum generator ( 27 ), and a check valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, which is in a line for bypassing the vacuum generator ( 27 ) is provided.

Use of a check valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 9 for bypassing a vacuum generator ( 27 ).

Toilet system for an aircraft, comprising: a toilet catch container ( 28 ); a bypass line ( 31 ) with an exhaust valve ( 32 ), which the bypass line ( 31 ) optionally with a vacuum system connects; a check valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, which the bypass line ( 31 ) optionally with the ambient air in the aircraft connects, and a toilet container drain line ( 30 ), which between the check valve ( 10 ) and the suction valve ( 31 ) from the bypass line ( 31 ) branches off and to the toilet catch container ( 28 ) leads.

Use of a check valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 9 in a toilet system according to claim 12.