DE1021218B

DE1021218B - Check valve with two closing elements connected in series, especially for high pressures

Info

Publication number: DE1021218B
Application number: DED15558A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Gathmann; Dr-Ing Oswald Voigt
Original assignee: Deutsche Tecalemit GmbH
Current assignee: Deutsche Tecalemit GmbH
Priority date: 1953-07-23
Filing date: 1953-07-23
Publication date: 1957-12-19

Description

DEUTSCHESGERMAN

Für viele Zwecke der Technik werden Ventile benötigt, die dem Flüssigkeitsstrom nur in einer Richtung Durchtritt gewähren. Für diese Rückschlagventile oder Überdruckventile sind zahlreiche Lösungen seit langem bekannt und auch erprobt, solange es sich um niedere Drücke handelt. Müssen Medien unter hohem Druck gefördert werden, so sind die bekannten Ausführungen kompakt, sperrig und kompliziert.Valves are required for many technical purposes, which allow the flow of liquid to pass through only in one direction. For these check valves or pressure relief valves, numerous solutions have been known for a long time and have also been tried and tested for as long the pressures are low. If media have to be promoted under high pressure, then so the known designs are compact, bulky and complicated.

Für bestimmte Anwendungsgebiete werden solche Hochdruckventile in raumsparender und einfacher Bauweise benötigt, so z. B. für die Geräte der sogenannten Hochdruckschmiertechnik. Die dort auftretenden Drücke betragen gegen 400 atü und mehr. Auch an anderer Stelle sind derartige Ventile erforderlich. For certain areas of application, such high-pressure valves are more space-saving and simpler Construction required, so z. B. for the devices of the so-called high pressure lubrication technology. The ones occurring there Pressures are around 400 atmospheres and more. Such valves are also required elsewhere.

Ventile, die beispielsweise bei 40O¹ atü dicht halten, dürfen trotzdem bei niederen Drücken nicht undicht sein, Für hohe und: niedere Drücke in gleicher Weisei geeignet ist die bekannte formschlüssige Paarung Venstilsitz—Ventilschließkörper (z. B. Ventilkegel, Ventilplatte usw.) in der Art, daß beide Teile an ihren Berührungsflächen hart (z. B. metallisch) ausgeführt sind. Diese formschlüssige Paarung harter Berührungsflächen bringt große Empfindlichkeit gegen geringste Fremdkörper und Verunreinigungen mit sich. Sie müssen sehr sorgfältig hergestellt werden.Valves that are ^{tight at 40O 1} atü, for example, must not leak at low pressures. For high and low pressures, the well-known form-fitting pairing of valve seat and valve closing body (e.g. valve cone, valve plate, etc.) is suitable in the same way such that both parts are made hard (e.g. metallic) on their contact surfaces. This form-fitting pairing of hard contact surfaces brings great sensitivity to the slightest foreign bodies and contamination. They have to be made very carefully.

Oft werden zur Herabsetzung der Empfindlichkeit und des Herstellungsaufwandes an der Berührungsfläche Dichtungen eingeschaltet, für höhere Drücke und Beanspruchungen Hartdichtungen (z. B. Kupfer usw.), für niedere Drücke plastische und-elastische Dichtungen (z. B. natürlicher oder künstlicher Kautschuk usw.). Trotz dieser Maßnahme ist es bisher nicht gelungen, eine gleich gute Abdichtung bei hohem und niederem Druck zu erzielen, zumal wenn das Strömungsmittel feste Fremdkörper mit sich führt.They are often used to reduce the sensitivity and manufacturing costs on the contact surface Seals switched on, for higher pressures and loads hard seals (e.g. copper etc.), for low pressures plastic and elastic seals (e.g. natural or synthetic rubber etc.). Despite this measure, it has not yet been possible to achieve an equally good seal To achieve high and low pressure, especially when the fluid carries solid foreign bodies with it.

Diese Bedingungen liegen in der Schmiertechnik beispielsweise bei den bekannten Faßpressen, Schmierkompressoren, Handpressen, Zentralschmierapparaten u. a. m. vor. Im Schmiermittel, insbesondere im Schmierfett, befinden sich mitunter Seifenpartikelchen und andere Beimischungen, die Undichtigkeiten des Ventils verursachen. Der Förderdruck erstreckt sich je nach den Erfordernissen von wenigen atü bis zu mehreren hundert atü.These conditions are found in lubrication technology, for example, in the known barrel presses, lubrication compressors, Hand presses, central lubrication devices, etc. m. before. In the lubricant, especially in the Grease, there are sometimes soap particles and other admixtures that can cause leaks in the Cause valve. The delivery pressure ranges from a few atmospheres up to several hundred atmospheres.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein mit Ventilsitz und Ventilkegel ausgestattetes Ventil durch eine nachgiebige Scheibe zusätzlich abzudichten. Damit diese nachgiebige lose Dichtungsscheibe sich nicht allein verschieben oder z. B. durch Unterdruck von dem Ventilsitz fortbewegt werden kann, hat man versucht, sie durch Ausbildung des Sitzes als Käfig, durch Federringe oder durch Einknöpfen in die Oberfläche Rückschlagventil mit zwei hintereinandergeschalteten Verschlußgliedern,It has already been proposed that a valve equipped with a valve seat and valve cone by a Resilient disc additionally to seal. So that this resilient loose sealing washer does not move alone or z. B. can be moved away from the valve seat by negative pressure, attempts have been made by designing the seat as a cage, by using spring washers or by buttoning them into the surface Non-return valve with two closing elements connected in series,

insbesondere für hohe Drückeespecially for high pressures

Anmelder:Applicant:

Deutsche Tecalemit G. m. b. H._r
Windelsbleiche (Kr. Bielefeld)Deutsche Tecalemit G. mb H. _r
Bleaching of diapers (Kr. Bielefeld)

Dr.-Ing. Oswald Voigt und Wilhelm Gathmann, Senne I, sind als Erfinder genannt wordenDr.-Ing. Oswald Voigt and Wilhelm Gathmann, Senne I, have been named as inventors

des Ventilkegels festzuhalten. Die bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß die eingesetzte oder stramm aufgezogene Gummipiatte nicht genügend mit dem Ventilsitz abdichtet und sich mit ihrem Außen-to hold the valve cone. The known solutions have the disadvantage that the inserted or tightly drawn rubber plate does not carry enough the valve seat and with its outer

25'· rand bei geschlossenem Kegel vonr Sitz, wie alle in der Mitte eingeknöpften Ringscheiben abzuheben sucht, also das Ventil schlecht schließt. Wird aber die Gummischeibe etwas konkav in den Kegel eingeknöpft und durch diesen, unterstützt durch Federzug, auf den ebenen Sitz heruntergezogen, so saugt sie sich fest, klebt und kann nur bei erheblichem Kraftaufwand durch den Ventilkegel abgehoben werden. Auch der Vorschlag, am Rand der eingeknöpften Gummischeibe einige feine Löcher vorzusehen, kann das Haften nicht verhindern, zumal diese erfahrungsgemäß bald verstopft sind. Das Ventil wird also bei niederen Drücken nicht anspringen. Es wird Fremdkörper leicht festhalten. Hinzu kommt, daß der Kegel noch durch Federzug auf seinem Sitz gehalten wird. Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Demgemäß besteht das Wesen der Erfindung darin, bei einem an sich bekannten Rückschlagventil mit zwei hintereinandergeschalteten Verschlußgliedern aus Werkstoffen verschiedener Elastizität das Verschlußglied aus nachgiebigerem Werkstoff mit einer unter Vorspannung stehenden Dichtlippe zu versehen, die in jeder Stellung des anderen Verschlußgliedes die.25 'edge of the seat with the cone closed, like all the ring disks buttoned in the middle is looking, so the valve closes badly. But if the rubber washer is buttoned slightly concave into the cone and by this, supported by a spring, pulled down to the level seat, so she sucks herself tight, sticks and can only be lifted by the valve cone with considerable effort. Also the Proposal to provide some fine holes on the edge of the buttoned-in rubber washer can prevent sticking not prevent it, especially since experience has shown that these are soon clogged. So the valve is at low Press does not jump. It will easily hold onto foreign objects. In addition, the cone is still is held on its seat by a spring balancer. These disadvantages are avoided by the invention. Accordingly, the essence of the invention consists in having a check valve known per se two closure members connected in series made of materials of different elasticity, the closure member to be provided from more flexible material with a pretensioned sealing lip, which in each position of the other closure member.

Durchgangsöffnung des Ventils absperren kann.Can shut off the passage opening of the valve.

Es ist dabei nicht entscheidend, wie weich etwa das eine Glied und wie hart der Werkstoff des anderen Verschlußgliedes ist. Wesentlich ist, daß ein ausreichender Elastizitätsunterschied bei der Auswahl· der Werkstoffe beachtet wird. Ob das härtere Verschlußglied aus einer sogenannten Hartdichtung (z. B. It does not matter how soft one link is and how hard the material of the other Closing member is. It is essential that there is a sufficient difference in elasticity in the selection the materials are observed. Whether the harder closure member is made of a so-called hard seal (e.g.

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aus Kupfer) besteht, oder die Berührungsflächen von Sitz und Schließkörper aus hartem Werkstoff bestehen, ist nicht von Bedeutung. Die" unter Vorspannung stehende Dichtlippe aus elastischem Werkstoff an dem einen Verschlußglied muß aber in jeder Stellung des anderen die Durchgangsöffnung .des Ventils auch bei Druckgleichheit schließen und soll aber geringeren Druckunterschieden nachgeben können.made of copper), or the contact surfaces of the seat and closing body are made of hard material, does not matter. The "pretensioned sealing lip made of elastic material on the a closure member must, however, in every position of the other, the passage opening .des valve also with Close pressure equality and should, however, be able to yield to lower pressure differences.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung schematisch in ihren einzelnen Phasen und zeigt inThe drawing illustrates the invention schematically in its individual phases and shows in FIG

Fig. 1 a und 1 b zwei Ventilausführungen im Zustand des Druckausgleiches,Fig. 1 a and 1 b two valve designs in the state of pressure equalization,

. Fig. 2 a und 2 b diese Ventile beaufschlagt durch Überdruck unter dem Ventil, und in - Fig. 3 a und 3 b ist bei den beiden Ventilausführungen der Überdruck oberhalb des Ventils gedacht.. Fig. 2 a and 2 b these valves acted upon by excess pressure under the valve, and in - Fig. 3 a and 3 b, the overpressure above the valve is intended for the two valve designs.

Diese Ventile können in den beiden verschiedenen Formen ausgeführt werden, je nachdem, welche Führung gewählt wird.These valves can take two different forms, depending on which one Leadership is chosen.

Es sind Ventile möglich, die eine zentrische Bohrung besitzen und mit dieser das Ventil an einer Stange, z. B. Kolbenstange, führen (Ventil mit Führungsbohrung), und Ventile, die zur Führung einen Schaft benutzen, der zugleich auch ein Bestandteil des Hartventils sein kann (Ventil mit Führungsschaft).Valves are possible that have a central bore and with this the valve on one Rod, e.g. B. piston rod, lead (valve with guide hole), and valves that guide a Use a stem, which can also be part of the hard valve (valve with guide stem).

a) Rückschlagventil mit Führungsbohrung (Fig. la bis 3a)a) Check valve with guide hole (Fig. la to 3a)

Das Ventil besteht aus der elastischen Weichdichtung, dem Verschlußglied 4 a und aus dem aus festem Werkstoff gefertigten Stützelement, dem Verschlußglied 3 a. Das Stützelement 3 a stellt die Hartdichtung dar und kann sich mit seiner beispielsweise konischen Fläche auf die entsprechende konische Fläche des Ventilgehäuses la aufsetzen. Das elastische Verschlußglied 4 a und der Kegel 3 a können fest miteinander verbunden sein.The valve consists of the elastic soft seal, the closure member 4 a and the support element made of solid material, the closure member 3 a. The support element 3 a represents the hard seal and can sit with its, for example, conical surface on the corresponding conical surface of the valve housing 1 a. The elastic closure member 4 a and the cone 3 a can be firmly connected to one another.

Das elastische Verschlußglied 4 a besitzt eine Lippe 5 a, mit der sie auf der ihr zugeordneten Fläche des Ventilgehäuses la ebenfalls aufliegen kann.The elastic closure member 4 a has a lip 5 a, with which it can also rest on the surface of the valve housing la assigned to it.

Sowohl die elastische Weichdichtung 4 a wie der Kegel 3 a sind auf gebohrt, um eine Führung an einer Stange 6a zu ermöglichen. Die Stange 6 a kann beispielsweise eine Kolbenstange sein und sich hin- und herbewegen; auch eine Drehbewegung ist möglich; Das elastische Verschlußglied 4 a ist so geformt, daß es diese Stange abdichtend umschließt.Both the elastic soft seal 4 a as the cone 3 a are drilled to a guide on one Enable rod 6a. The rod 6 a can for example be a piston rod and back and forth move forward; a rotary movement is also possible; The elastic closure member 4 a is shaped so that it encloses this rod in a sealing manner.

Als Hubbewegung für das elastische Verschlußglied 4 a ist ein Anschlag 2 a vorhanden. Die Lage dieses Anschlages ist so gewählt, daß die Lippe 5 a der Weichdichtung 4a auch in deren höchster Stellung auf der ihr zugeordneten Sitzfläche des Ventilgehäuses Ια abdichtend aufliegt und unter einer gewissen Vorspannung gehalten wird. Der Anschlag kann auch in anderer Form, etwa in der unter b) geschilderten, verwirklicht werden.A stop 2 a is present as a stroke movement for the elastic closure member 4 a. The location of this Stop is chosen so that the lip 5 a of the soft seal 4 a also in its highest position the seat surface of the valve housing assigned to it Ια rests sealingly and is held under a certain pretension. The stop can also be in other form, such as that described under b), can be realized.

Bezüglich der Wirkungsweise des Ventils ist zu unterscheiden, ob das Ventil unter Druckgleichheit, Überdruck von unten oder Überdruck von oben steht.With regard to the mode of operation of the valve, a distinction must be made as to whether the valve is under pressure equilibrium, There is overpressure from below or overpressure from above.

Bei Druckgleichheit dichtet nur die Lippe 5 a des weichen Verschlußgliedes 4a ab, wenn das Verschlußglied 4 a und das Stützglied 3 a miteinander fest verbunden sind. Sind diese nicht fest miteinander verbunden, so liegt das Verschlußglied 3 a ebenfalls auf seinem Sitz auf. In beiden Fällen ist gewährleistet, daß das Ventil schon bei Druckgleichheit geschlossen ist. Dies ist ein wesentliches Merkmal des Ventils, das gegen hohe Drücke dicht sein muß und schon auf kleinste Überdrücke reagiert, also schlupffrei arbeitet. Von dem Grenzzustand der Druckgleichheit ab bleibt das Glied 4a immer geschlossen, solange ein noch so geringer Überdruck von oben vorhanden ist.If the pressure is equal, only the lip 5 a of the soft closure member 4a seals when the closure member 4 a and the support member 3 a are firmly connected to each other. Aren't these stuck together connected, the closure member 3 a also rests on its seat. In both cases it is guaranteed that the valve is already closed when the pressure is equal. This is an essential feature of the valve that has to be tight against high pressures and reacts to even the smallest excess pressures, i.e. works without slippage. From the limit state of the pressure equality, the link 4a always remains closed, as long as it is still so there is a slight overpressure from above.

Wirkt auf das Ventil ein Überdruck von unten, so spricht es ebenfalls bereits bei kleinster Größe dieses Druckes an, weil die Kraft, mit der die Dichtlippe 5 a auf ihrem Sitz aufliegt, sich aus der Spannkraft des Werkstoffes ergibt und daher gering gewählt werden kann. Die Ausführung, bei der das elastische Verschlußglied 4 a mit dem Glied 3 a verbunden ist, ist vorteilhaft. Da die Lippe 5 a auch kleine Fremdkörper überbrücken muß, ist es zweckmäßig, den Werkstoff dieses Gliedes aus einem weichen und elastischen Stoff zu wählen.If an overpressure acts on the valve from below, it also speaks of this even with the smallest size Pressure, because the force with which the sealing lip 5 a rests on its seat, is derived from the clamping force of the Material results and can therefore be selected low. The embodiment in which the elastic closure member 4 a is connected to the member 3 a is advantageous. Since the lip 5 a must also bridge small foreign bodies, it is useful to use the material to choose this link from a soft and elastic fabric.

Wirkt, wie in Fig. 2 a durch Pfeile gekennzeichnet, der Überdruck von unten auf das Ventil, so wird das Verschließglied 3 a von seinem Sitz abgehoben und die Dichtlippe 5a von ihrem Sitz abgebogen. Der Durchgang für das Medium ist dadurch freigegeben.Acts, as indicated by arrows in Fig. 2a, the overpressure from below on the valve, so that Closing member 3 a lifted from its seat and the sealing lip 5 a bent from its seat. The passage for the medium is thereby released.

In Fig. 3 a ist das geschlossene Ventil bei von oben wirkendem Überdruck dargestellt. Das Verschlußglied 3a liegt auf seinem Sitz auf, ebenso die Lippe 5Φ des weichen Verschlußgliedes 4a.In Fig. 3a, the closed valve is shown with excess pressure acting from above. The closure member 3a rests on its seat, as does the lip 5Φ of the soft closure member 4a.

Der auf dem weichen Glied 4a lastende Druck wird vom Stützglied 3 a aufgefangen, so daß eine übermäßige Verformung des weichen elastischen Gliedes unmöglich ist.The pressure on the soft member 4 a is absorbed by the support member 3 a, so that an excessive Deformation of the soft elastic member is impossible.

b) Rückschlagventil mit Führungsschaft (Fig. Ib bis 3 b) .b) Check valve with guide shaft (Fig. Ib to 3 b).

Das Ventil besteht aus der elastischen Dichtung 4έ>, die in Form einer Ringscheibe in einer entsprechenden Aussparung des Hartventilkörpers Zb gehalten wird. Das harte Verschlußglied 3b dichtet auf dem entsprechenden Sitz des Ventilgehäuses 1 b ab. Im vorliegenden Fall ist die Ventilsitzfläche als Planfläche ausgeführt. Sie kann auch eine andere, z. B. konische Form haben. Der Hub des Ventils wird im vorliegenden Falle durch die Stirnfläche 2 b begrenzt, gegen die das harte Verschlußglied 3b anschlägt. Damit ist die Gewähr gegeben, daß die Weichdichtung 4 b auch bei voll geöffnetem Verschlußglied 3 b mit einer gewissen Vorspannung ihre Lippe 5 b auf den ihr zugeordneten Sitz aufdrückt. Die Hubbegrenzung ist auch in der unter a) geschilderten Weise möglich.The valve consists of the elastic seal 4έ>, which is held in the form of an annular disk in a corresponding recess in the hard valve body Zb . The hard closure member 3b seals on the corresponding seat of the valve housing 1 b from. In the present case, the valve seat surface is designed as a flat surface. You can also use another, e.g. B. have a conical shape. The valve stroke is limited in the present case by the end face b 2, against which the hard closure member 3b abuts. This ensures that the soft seal 4 b, even when the closure member 3 b is fully open, presses its lip 5 b onto the seat assigned to it with a certain bias. The stroke limitation is also possible in the manner described under a).

Die Führung des Ventils wird durch das harte Verschlußglied selbst besorgt, das als Zapfen ausgebildet ist und in einer entsprechenden Bohrung läuft. Die Bohrung besitzt eine Entlüftung 6 b. The valve is guided by the hard closure member itself, which is designed as a pin and runs in a corresponding bore. The hole has a vent 6 b.

Bei Druckgleichheit dichtet nur die Lippe 5b des weichen Gliedes ab. Das Ventil ist bei Druckgleichheit geschlossen und bietet auch hier die Gewähr, geschlossen zu bleiben, solange ein noch so geringer Überdruck von oben vorhanden ist. Auf diese Weise arbeitet das Ventil ebenso schlupffrei wie die Ausführung a).If the pressure is equal, only the lip 5b of the soft member seals. The valve is closed when the pressure is equal and here, too, ensures that it remains closed as long as there is even the slightest overpressure from above. In this way, the valve works just as slip-free as version a).

Wirkt auf das Ventil ein Überdruck von unten, so spricht es ebenfalls bereits bei kleinster Größe dieses Druckes an, weil die Kraft, mit der die Dichtlippe 5 b auf ihrem Sitz aufliegt, sich aus der Spannkraft des Werkstoffes ergibt und daher gering gewählt werden kann. Auch in diesem Fall wählt man die Weichdichtung so, daß sie kleine Fremdkörper überbrückt.If an overpressure from below acts on the valve, it also responds to the smallest size of this pressure, because the force with which the sealing lip 5b rests on its seat results from the tension of the material and can therefore be selected to be low. In this case, too, the soft seal is chosen so that it bridges small foreign bodies.

Wirkt, wie in Fig. 2 b durch Pfeile gekennzeichnet, der Überdruck von unten auf das Ventil, so wird das harte Verschlußglied des Ventils von seinem Sitz aufgehoben, und die Dichtlippe 5b wird von ihrem Sitz If, as indicated by arrows in FIG. 2b, the overpressure acts on the valve from below, the hard closure member of the valve is lifted from its seat and the sealing lip 5b is removed from its seat

abgebogen. Der Durchgang für das Medium ist dadurch freigegeben.turned. This clears the passage for the medium.

In Fig. 3 b ist das geschlossene Ventil bei von oben wirkendem Überdruck dargestellt. Das harte Verschlußglied 3b liegt auf seinem Sitz auf, ebenso die Lippe Sb des weicheren Verschlußgliedes 4&.In Fig. 3 b the closed valve is shown with excess pressure acting from above. The hard closure member 3b rests on its seat, as does the lip Sb of the softer closure member 4 &.

Der auf das Glied 4kb wirkende Überdruck wird von der Sitzfläche des Ventilgehäuses aufgenommen, so daß eine übergebührliche Verformung des weichen Gliedes unmöglich ist. The excess pressure acting on the member 4kb is absorbed by the seat surface of the valve housing, so that excessive deformation of the soft member is impossible.

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Claims

Patent claims:

1. Non-return valve with two series-connected closing elements made of materials different elasticity, characterized in that the closure member is made of more elastic material is provided with a pretensioned sealing lip, which in every position of the other closure member can shut off the passage opening of the valve.

2. Check valve according to claim 1, characterized in that both closure members (4 a, 4 & or 3 a, 3 b) are attached to an axially displaceable holder.

3. Check valve according to claim 1, characterized in that the more elastic closure member (4 a) is fastened in the form of an annular disk in a groove of the other closure member (3 a).

4. Check valve according to claim 1, characterized by a stop (2) on the valve housing to limit the path of the closure members.

5. Check valve according to claim 1 to 4, characterized in that the more elastic closure member (4 a) is arched.

Considered publications:
German Patent Nos. 888 790, 719255, 724044, 820'354, 824578, 709593;

U.S. Patent Nos. 2 270469, 2 208 188.

1 sheet of drawings