DE102009017529B4

DE102009017529B4 - Rückschlagventil für Fluide

Info

Publication number: DE102009017529B4
Application number: DE102009017529.6A
Authority: DE
Inventors: Gwidon Janow
Original assignee: Stigen Sp Zoo; Stigen SpZoo
Current assignee: STIGEN SP.ZOO, PL
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2029-04-18
Also published as: RU2009114542A; PL209116B1; DE102009017529A1; RU2506484C2

Abstract

Rückschlagventil (100), umfassend:
• ein Gehäuse (1) mit einem Kegelsitz (2), der mit einem spitzwinkligen Neigungswinkel (α) gegenüber einer Planfläche (10) des Gehäuses (1) eine Kegelböschung bildet, wobei der Kegelsitz mit einem Einlass für ein Fluid versehen ist,
• ein gegenüber dem Gehäuse (1) bewegliches Verschlusselement (3) mit einer dem Kegelsitz (2) zugeordneten kegelförmigen Sitzfläche (23) und einem Schaft (7), der durch das Gehäuse (1) gesteckt ist und darin in axialer Richtung verschiebbar ist,
• und eine mit dem Schaft (7) verbundene Feder (8), die in ein Tellergesenk (9), das dem Kegelsitz gegenüber liegt und als Federsitz dient, eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Einlass aus mehreren Durchgängen (4) besteht, die bis zum Tellergesenk (9) durchgebohrt sind,
- dass die Feder (8) eine Kegelstumpffeder ist, die mehrere Windungen hat und die Form einer Kegelspirale aufweist, wobei die Windung (8.1) mit dem kleinsten Durchmesser mit dem Schaft (7) verbunden ist, und die Windung (8.3) mit dem größten Durchmesser sämtliche anderen Windungen aufnimmt, wenn der Schaft (7) zusammen mit der Feder durch manuell oder pneumatisch oder mechanisch wirkende Elemente eingedrückt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, umfassend:

ein Gehäuse mit einem Kegelsitz, der mit einem spitzwinkligen Neigungswinkel gegenüber einer Planfläche des Gehäuses eine Kegelböschung bildet, wobei der Kegelsitz mit einem Einlass für ein Fluid versehen ist, ein gegenüber dem Gehäuse bewegliches Verschlusselement mit einer dem Kegelsitz zugeordneten kegelförmigen Sitzfläche und einem Schaft, der durch das Gehäuse gesteckt ist und darin in axialer Richtung verschiebbar ist, und eine mit dem Schaft verbundene Feder, die in ein Tellergesenk, das dem Kegelsitz gegenüber liegt und als Federsitz dient, eingesetzt ist.

Aus DE 102 18 551 A1 ist ein Rückschlagventil vorgenannter Art bekannt. Durch den Druck von Kraftstoff, der in den Bereich des Kegelsitzes eindrückt, wird je nach Druck die Feder zusammengedrückt, wobei ein festgelegter Druck das Öffnungssignal für das Verschlusselement bildet. Der Zufluss des Kraftstoffes erfolgt von der Seite her; der Ausfluss wird über den Kegelsitz geführt. Diese Kraftstoffströmung, die aufgrund des Gleichgewichtes von Kraftstoffdruck und Federkompression gesteuert ist, ergibt eine hohe Turbulenz des Fluides insbesondere bei Beginn der Strömung.
Bekannt ist ferner aus US 6.443.421 B1 ein auf- und abgehendes Tellerventil (poppet valve) bekannt, das ein luftgesteuertes Auslöseelement besitzt, wobei der Teller des Ventils ein festes Objekt ausstößt.
Hinzuweisen ist auch auf eine Kegelstumpffeder, vergleiche DE 30 04 145 A1 , die innerhalb eines Gehäuses angebracht ist, wobei Durchgänge durch den Kegelsitz nicht vorhanden sind.
Weitere bekannte einseitige Rückschlagventile zeichnen sich aufgrund ihrer Bauweise durch große Ausmaße aus. Die Öffnungsfrequenz beim Öffnen und Schließen ist relativ klein.
Es stellt sich die Aufgabe, ein Rückschlagventil anzugeben, dass bei Durchströmen eines Fluides, insbesondere einer Flüssigkeit, nur geringe Turbulenzen innerhalb des Ventils erzeugt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Rückschlagventil gemäß eingangs genannter Art, bei dem der Einlass aus mehreren Durchgängen besteht, die bis zum Tellergesenk durchgebohrt sind, und bei dem die Feder eine Kegelstumpffeder ist, die mehrere Windungen hat und die Form einer Kegelspirale aufweist, wobei die Windung mit dem kleinsten Durchmesser mit dem Schaft verbunden ist, und die Windung mit dem größten Durchmesser sämtliche anderen Windungen aufnimmt, wenn der Schaft zusammen mit der Feder durch manuell oder pneumatisch oder mechanisch wirkende Elemente eingedrückt wird.
Das Rückschlagventil nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass es über ein Gehäuse verfügt, in dem sich ein Kegelsitz mit dem Neigungswinkel α, vorzugsweise im Bereich von 25°-45°, befindet.
In einem zentralen Durchgang ist ein Ventilelement mit einem Ventilkegel eingesetzt, das über einen Neigungswinkel β verfügt, der gegenüber dem Winkel α des Kegelsitzes kleiner oder gleich ist. Der Schaft des Ventilkegels, der mit der Kegelfeder verbunden ist, ist mit dem Ventilkegel an einer Seitenfläche koaxial verbunden. Die Kegelfeder des Ventils weist die Form einer Kegelspirale auf, deren einzelne Windungen in die benachbarten Windungen so eingreifen, dass die Kegelfeder nach dem Eindrücken den Durchmesser der außen liegenden Windung hat.
Vorzugsweise sind die Durchgänge als Durchbohrungen radialsymmetrisch um das Zentrum von Kegelsitz und Sitzfläche angeordnet.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1 einen Axialschnitt des Rückschlagventils;
2 einen Axialschnitt des Ventilgehäuses;
3 das Ventilgehäuse in einer Draufsicht vom Kegelsitz her;
4 den Ventilkegel mit dem Schaft in Seitenansicht;
5 den Ventilkegel in der Ansicht vom Kegelschaft her.

Das in der 1 im Schnitt dargestellte Rückschlagventil 100 für Fluide ist in eine Durchflussöffnung einzubauen, die hier nicht weiter dargestellt ist. In die Durchflussöffnung eingesetzt ist ein Gehäuse 1 des Rückschlagventils, das ringförmig ist und auf der einen Seite einen im Schnitt trapezförmigen Kegelsitz 2 aufweist, der zur Außenseite hin divergiert. Mit der Planfläche 10 des Gehäuses 1 bildet die Innenseite des Kegels 2, d.h., die Kegelböschung 11, wie aus der 2 ersichtlich, einen Neigungswinkel α, der im Ausführungsbeispiel 30° beträgt.
In die Kegelböschung 11, die die Fläche des Kegelsitzes 2 bildet, sind acht Durchgänge 4 senkrecht zur Planfläche 10 und radialsymmetrisch um das Zentrum verteilt bis zu einem Tellergesenk 9 durchgebohrt, das dem Kegelsitz 2 gegenüber liegt. Die Durchgänge 4 bilden Strömungskanäle für das jeweilige Fluid.
Der Ventilverschluss wird bewerkstelligt durch ein stempelförmiges Verschlusselement 3. Das Verschlusselement 3 besteht aus einem Ventilkegel 6 und einem damit verbundenen Schaft 7. Die Rückseite des Ventilkegels 6 bildet eine im Schnitt trapezförmige Sitzfläche 23, die auf der dem Schaft 7 gegenüberliegenden Seite durch eine Kreisscheibe 22 begrenzt ist. Der Neigungswinkel β, den die Kegel-Sitzfläche 23 mit der Planfläche 10 bildet, ist gegenüber dem Winkel α kleiner oder gleich.
Der Schaft 7 ist durch eine Zentralbohrung 14 des Gehäuses 1 hindurch gesteckt und darin in axialer Richtung verschiebbar. In das Tellergesenk 9, das hier als Federsitz dient, ist eine kegelartig gewundene Kegelstumpffeder 8 mit drei Windungen eingesetzt. Die Windung 8.1 mit dem kleinsten Durchmesser ist mit einer Bohrung 15 im Schaft 7 verbunden. Die Windung 8.3 mit dem größten Durchmesser nimmt sämtliche anderen Windungen auf, wenn der Schaft 7 in Richtung des Ventilkegels 6 zusammen mit der Feder eingedrückt wird. Normalerweise drückt die Feder den Schaft 7 derartig, dass der Ventilkegel 6 die Durchgänge 4 verschließt.
Der Druck auf den Schaft 7 zur Öffnung der Durchgänge 4 kann durch manuelles Drücken oder aber durch entsprechende pneumatisch oder mechanisch wirkende Elemente bewirkt werden.

Claims

Rückschlagventil (100), umfassend: • ein Gehäuse (1) mit einem Kegelsitz (2), der mit einem spitzwinkligen Neigungswinkel (α) gegenüber einer Planfläche (10) des Gehäuses (1) eine Kegelböschung bildet, wobei der Kegelsitz mit einem Einlass für ein Fluid versehen ist, • ein gegenüber dem Gehäuse (1) bewegliches Verschlusselement (3) mit einer dem Kegelsitz (2) zugeordneten kegelförmigen Sitzfläche (23) und einem Schaft (7), der durch das Gehäuse (1) gesteckt ist und darin in axialer Richtung verschiebbar ist, • und eine mit dem Schaft (7) verbundene Feder (8), die in ein Tellergesenk (9), das dem Kegelsitz gegenüber liegt und als Federsitz dient, eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, - dass der Einlass aus mehreren Durchgängen (4) besteht, die bis zum Tellergesenk (9) durchgebohrt sind, - dass die Feder (8) eine Kegelstumpffeder ist, die mehrere Windungen hat und die Form einer Kegelspirale aufweist, wobei die Windung (8.1) mit dem kleinsten Durchmesser mit dem Schaft (7) verbunden ist, und die Windung (8.3) mit dem größten Durchmesser sämtliche anderen Windungen aufnimmt, wenn der Schaft (7) zusammen mit der Feder durch manuell oder pneumatisch oder mechanisch wirkende Elemente eingedrückt wird.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgänge (4) senkrecht zur Planfläche (10) verlaufen.
Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgänge (4) als Durchbohrungen radialsymmetrisch um das Zentrum von Kegelsitz (2) und Sitzfläche (23) angeordnet sind.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) zwischen 25° und 45° beträgt.