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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückschlagklappenvorrichtung als Rückflussverhinderer entgegen einer Fließrichtung in einem Rohrleitungssystem für gasförmige oder flüssige Medien, mit einer Rückschlagklappeneinrichtung, mit einer Lagereinheit mit einer Durchlassöffnung und zumindest einer um eine Drehachse an der Lagereinheit drehbar gelagerten Rückschlagklappe, wobei die Rückschlagklappe unter alleiniger Wirkung ihres Eigengewichts und/oder einer Federeinheit und/oder eines entgegen der Fließrichtung wirkenden Rückflussfluiddrucks die Durchlassöffnung dichtend verschließt und bei Auftreten eines Fluiddruckes in Fließrichtung die Durchlassöffnung öffnet.
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STAND DER TECHNIK
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Derartige Rückschlagklappenvorrichtungen werden im gesamten Gebiet der Fördertechnik eingesetzt. Sie müssen beim Starten des Fördervorgangs selbsttätig öffnen und beim Beenden des Fördervorgangs selbsttätig schließen.
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Eine bekannte Rückschlagklappenvorrichtung, die bisher in großer Stückzahl eingesetzt wird, und als sogenannte Zwischenflansch-Rückschlagklappenvorrichtung bezeichnet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der zuführenden Seite vor der Lagereinheit der Rückschlagklappe eine erste Bundeinheit angeordnet ist und auf der abführenden Seite der Lagereinheit eine zweite Bundeinheit angeordnet ist. Beide Bundeinheiten weisen einen Anschlag auf, an denen jeweils ein Flansch anschlägt. Beide Flansche sind über eine Schraubeinrichtung mit mehreren umfangsmäßig verteilt angeordneten Schraubeinheiten miteinander verspannt, das heißt die beiden Bundeinheiten werden dichtend an die Lagereinheit gedrückt. Aufgrund der gewählten Geometrie der Bundeinheiten und der Lagereinheit ist der Innendurchmesser der Ausnehmung der Lagereinheit aus konstruktiven Gründen deutlich geringer als der Innendurchmesser der anzuschließenden Rohrleitungen. So beträgt der Innendurchmesser der Ausnehmung der Lagereinheit beispielsweise bei einem Rohrleitungssystem mit einem Innendurchmesser (DN) von 100 Millimeter 70 Millimeter. Dies bedeutet, dass die Durchflussfläche im Bereich der Ausnehmung der Lagereinheit mit der Rückschlagklappe um praktisch die Hälfte reduziert wird, was einen hohen Durchflusswiderstand KV zur Folge hat. Dies wirkt sich negativ auf die Durchflussleistung des gesamten Rohrleitungssystems aus.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem beziehungsweise die Aufgabe zugrunde, eine Rückschlagklappenvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen gegenüber den bekannten Rückschlagklappenvorrichtungen deutlich verringerten Durchflusswiderstand aufweist, eine dauerhaft zuverlässige Funktionalität besitzt und wirtschaftlich hergestellt und montiert werden kann.
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Die erfindungsgemäße Rückschlagklappenvorrichtung der eingangs genannten Art ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Rückschlagklappenvorrichtung zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass der Innendurchmesser der Durchlassöffnung der Lagereinheit im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Rohrleitungen des Rohrleitungssystems entspricht und in Fließrichtung nach der Lagereinheit eine Austrittsgehäuseeinheit dichtend angeordnet ist, die einen Bereich mit vergrößertem Querschnitt aufweist, derart, dass die Rückschlagklappe in geöffnetem Zustand zumindest bereichsweise oder ganz in diesen Bereich mit vergrößertem Querschnitt eintauchen kann.
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Die erfindungsgemäße Rückschlagklappenvorrichtung zeichnet sich durch ihren einfachen Aufbau und ihre kurze Baulänge aus. Sie kann direkt zwischen DIN-Flansche (PN6, PN10) eingebaut werden. Durch Schrauben der Flanschverbindung wird die Rückschlagklappe automatisch zentriert. Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Rückschlagklappenvorrichtung hegt darin, dass in Verbindung mit der Gehäuseaustrittseinheit mit einem Bereich mit vergrößertem Querschnitt es möglich ist, den Innendurchmesser der Ausnehmung der Lagereinheit praktisch gleich zu dem Innendurchmesser des Rohrleitungssystems zu gestalten, wobei gleichzeitig die Rückschlagklappe im geöffneten Zustand in den Bereich mit vergrößertem Querschnitt eintauchen kann, so dass sich sehr niedrige Durchflusswiderstandswerte ergeben, wobei gleichzeitig ein einfacher konstruktiver Aufbau gewährleistet ist, der eine wirtschaftliche Herstellung und Montage ermöglicht. Zudem ist eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rückschlagklappenvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese über eine Zwischenflanschkonstruktion an die Rohre eines Rohrleitungssystems anschließbar ist.
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Eine konstruktiv besonders einfache, eine wirtschaftliche Herstellung und Montage bei gleichzeitig dauerhafter Funktionalität gewährleistende Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass entgegen der Fließrichtung vor der Lagereinheit eine erste Bundeinheit zum Anschluss einer zuführenden Rohrleitung mit einem ersten Anschlag angeordnet ist, wobei an dem ersten Anschlag ein erster Flansch anliegt, die Austrittsgehäuseeinheit einen zweiten Anschlag aufweist, wobei an dem zweiten Anschlag ein zweiter Flansch anliegt und an die Austrittsgehäuseeinheit eine abführende Rohrleitung anschließbar ist, und beide Flansche über eine Schraubeinrichtung mit rasterförmig umlaufend außenseitig angeordneten Schraubeinheiten miteinander verspannt sind, so dass die erste Bundeinheit auf der zuführenden Seite der Lagereinheit und die Austrittsgehäuseeinheit an der abführenden Seite der Lagereinheit dichtend anliegt.
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Eine hinsichtlich der Konstruktion besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Austrittsgehäuseeinheit ein gegenüber dem Innendurchmesser vergrößerten Innendurchmesser aufweist. Dadurch ist es möglich, die Austrittsgehäuseeinheit als rotationssymetrisches Bauteil auszubilden, was insbesondere hinsichtlich seiner Herstellung wirtschaftliche Vorteile bietet.
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Gute Durchflusswerte lassen sich auch noch erzielen, falls die Durchlassöffnung einen Durchmesser aufweist, der bis zu 90% des Rohrdurchmessers beträgt.
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Um den Durchflusswiderstand möglichst gering zu halten, zeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch aus, dass in Fließrichtung F gesehen an den Bereich mit vergrößertem Querschnitt ein konisch sich bis auf den Innendurchmesser verjüngender Bereich anschließt.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung, die eine wirtschaftliche Herstellung ermöglicht, ist die Lagereinheit und die Rückschlagklappe als Kunststoffbauteil, insbesondere als gespritztes Kunststoffbauteil, ausgebildet. Als Material für die Rückschlagklappe und die Lagereinheit kommt beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) in Betracht. Es können jedoch auch weitere Kunststoffmaterialien in Betracht kommen, die in Bezug auf das durchzuführende Medium möglich sind, insbesondere bezüglich ihrer chemischen dauerhaften Beständigkeit.
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Es ist auch möglich, faserverstärkte Kunststoffe einzusetzen.
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In einer alternativen Ausgestaltung sind die Rückschlagklappe und die Lagereinheit aus Metall, insbesondere Edelstahl, Messing, Aluminium ausgebildet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich der Anlagefläche der ersten Bundeinheit an der Lagereinheit und der Anlagefläche der Gehäuseaustrittseinheit an die Lagereinheit jeweils ein umlaufender Dichtring angeordnet ist.
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In besonders vorteilhafter Art und Weise sind erfindungsgemäß Mittel zum Detektieren und Anzeigen des jeweiligen Positionszustandes der Rückschlagklappe vorgesehen. Dies kann beispielsweise durch eine optische Anzeige direkt an der Rückschlagklappenvorrichtung umgesetzt werden oder über entsprechende Sensoren, die Signale über den jeweiligen Positionszustand der Rückschlagklappe an eine zentrale Steuer- und Anzeigeeinheit abgeben.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den in den Ansprüchen ferner angegebenen Merkmalen sowie den nachstehenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 schematischer Längsschnitt durch eine Rückschlagklappenvorrichtung mit einer Gehäuseaustrittseinheit, wobei die Lagereinheit für die Rückschlagklappe eine Ausnehmung aufweist, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Rohrleitungssystems entspricht und die Gehäuseaustrittseinheit einen Bereich mit vergrößertem Querschnitt aufweist, in den die Rückschlagklappe im geöffneten Zustand eintauchen kann, bei teilweise geöffnet dargestellter Rückschlagklappe,
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2 schematischer Längsschnitt durch die Rückschlagklappenvorrichtung gemäß 1 ohne Darstellung der Flanschverbindung und angeschlossenen Rohrleitungen bei geschlossener Rückschlagklappe und
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3 schematische Stirnansicht entgegen Fließrichtung gesehen der Rückschlagklappenvorrichtung gemäß 2.
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WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer Rückschlagklappenvorrichtung 10 dargestellt, die als Zwischenflanschkonstruktion ausgebildet ist. An die Rückschlagklappenvorrichtung 10 ist im linken Endbereich eine zuführende Rohrleitung 12.1 und im rechten Endbereich eine abführende Rohrleitung 12.2 dargestellt, die jeweils einen Innendurchmesser DI aufweisen. Die Fließrichtung des in den Rohrleitungen 12.1, 12.2 fließenden Mediums ist in den Figuren mit den Bezugszeichen F angegeben.
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Die Rückschlagklappenvorrichtung 10 weist eine Rückschlagklappeneinrichtung 11 mit einer Lagereinheit 16 auf, die eine Durchlassöffnung 20 besitzt, die über eine Rückschlagklappe 18 dichtend verschließbar ist.
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In 1 ist die Rückschlagklappe 18 in teilweise geöffneter Position dargestellt. Die Rückschlagklappe 18 ist in ihrem oberen Endbereich über eine Drehachse 32 drehbar an der Lagereinheit 16 angeschlossen. Die Rückschlagklappe 18 besitzt einen umlaufenden Dichtring 19, der im geschlossenen Zustand dichtend an der jeweils gegenüberliegenden Gegenanschlagfläche 36 der Lagereinheit 16 anliegt.
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Ausgehend von der Lagereinheit 16 ist entgegen der Fließrichtung F vor dieser eine eingangsseitige Bundeinheit 22 vorhanden, die einen ersten Anschlag 24 aufweist. Im Anlagebereich zwischen der eingangsseitigen Bundeinheit 22 und der Anlagefläche der Lagereinheit 16 ist ein Dichtring 34 vorhanden.
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Auf der gegenüberliegenden Seite der Lagereinheit 16 schließt an diese eine ausgangsseitige Austrittsgehäuseeinheit 26 an, die einen zweiten Anschlag 28 besitzt.
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Zwischen der Anlagefläche der ausgangsseitigen Austrittsgehäuseeinheit 26 und der Lagereinheit 16 ist ebenfalls ein Dichtring 34 vorhanden.
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Sowohl am ersten Anschlag 24 als auch am zweiten Anschlag 28 ist jeweils ein erster Flansch 14.1 beziehungsweise zweiter Flansch 14.2 angeordnet, wobei beide Flansche 14.1, 14.2 über eine Schraubeinrichtung mit rasterförmig umlaufend angeordneten Schraubeinheiten 30 gegen den ersten Anschlag 24 beziehungsweise gegen den zweiten Anschlag 28 verspannt sind. Dadurch werden die Austrittsgehäuseeinheit 26 und die Bandeinheit 22 dichtend an die Lagereinheit 16 gedrückt.
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Die Rohrleitungen 12.1, 12.2 weisen einen Innendurchmesser DI auf. Die Durchlassöffnung 22 weist einen Innendurchmesser DK auf, der im Wesentlichen größenmäßig dem Innendurchmesser DI entspricht.
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Die Austrittsgehäuseeinheit 26 weist gegenüber der Bundeinheit 22 eine deutlich vergrößerte Länge und einen Bereich 40 mit gegenüber dem Innendurchmesser DI beziehungsweise DA vergrößerten Querschnitt auf. Konstruktiv wird der Bereich 40 mit vergrößertem Querschnitt durch eine Vergrößerung des Innendurchmessers DA der Austrittsgehäuseeinheit 26 umgesetzt. Der Bereich 40 mit vergrößertem Querschnitt ist geometrisch so ausgelegt, dass die Rückschlagklappe 18 in geöffnetem Zustand in den Bereich 40 zumindest bereichsweise, insbesondere ganz eintauchen kann. Dadurch wird im gesamten Bereich der Rückschlagklappenvorrichtung in geöffnetem Zustand ein Durchflussquerschnitt ermöglicht, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser DI der Rohrleitungen 12.1, 12.2 entspricht, so dass sich ein sehr geringer Durchflusswiderstand ergibt.
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Der Anfluss der Rohrleitungen 12.1, 12.2 an die Bundeinheit 22 beziehungsweise die Austrittsgehäuseeinheit 26 kann beispielsweise durch Verschweißen, Verkleben oder Verschrauben erfolgen.
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Bevorzugt ist die Rückschlagklappe 18 und die Lagereinheit 16 als gespritztes Kunststoffbauteil ausgebildet, was eine wirtschaftliche Herstellung gewährleistet.
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An der Rückschlagklappe 18 kann ein nicht näher dargestelltes Federelement vorhanden sein, das die Rückschlagklappe 18 gegen die Lagereinheit 16 dichtend drückt. Sobald nun ein Fließdruck des Mediums in Richtung F ansteht, öffnet die Rückschlagklappe 18 entgegen der Wirkung ihres Eigengewichts beziehungsweise der Federeinheit und gibt die Durchlassöffnung 20 frei. Geht der Fließdruck des Mediums auf Null zurück, verschließt die Rückschlagklappe 18 selbsttätig die Durchlassöffnung 20. Auch bei Auftreten eines unvorhergesehenen Druckes entgegen der Fließrichtung F gewährleistet die Rückschlagklappe 18 einen zuverlässigen Verschluss der Durchlassöffnung 20, so dass ein unerwünschter Rückfluss des Mediums dauerhaft zuverlässig vermieden wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN-Flansche (PN6, PN10) [0007]
