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 lKQ kleiner als der stromabwärtige
Innenquerschnitt lGQ. Am stufigen Übergang
vom kleineren Innenquerschnitt lKQ zum größeren
Innenquerschnitt lGQ wird ein Ventilsitz 15 ausgebildet.
Angrenzend zum Ventilsitz 15 und radial außerhalb
des kleineren Innenquerschnitts lKQ 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 lKQ fluchtet.
Dazu ist das Maß lD der Hälfte
der Differenz von Innenquerschnitt lGQ und
Innenquerschnitt lKQ minimal größer
als die Dicke lVK 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 lKQ 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 lHA, 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 lHA 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 lHA, 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
lFE1 (siehe 8) zu einer
Länge lFE2 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
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- DE 4031456
C3 [0003] - DE 4031456 C3 [0003]