DE112010001472T5

DE112010001472T5 - Kugelrückschlagventil

Info

Publication number: DE112010001472T5
Application number: DE201011001472
Authority: DE
Inventors: Seiji Yamashita; Takeshi Iwamoto
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2012-05-16
Also published as: JP5549005B2; JP2010236612A; US20120048401A1; KR20120013313A; WO2010113716A1; KR101630478B1

Abstract

Aufgabe: Bereitstellen eines Kugelrückschlagventils, bei dem Schwingungen der Kugel, die beim Durchfluss eines Fluids entstehen, verhindert werden und die Entstehung von Störgeräuschen unterdrückt wird, ohne dass es zu einer Abnahme der Durchflussmenge des Fluids kommt. Mittel zur Lösung: Es sind ein röhrenförmiger Ventilhauptkörper 1, der zwei Öffnungen und an der Innenfläche in der Achsenlinienrichtung verlaufende Vorsprünge 2 aufweist, ein Haltering 9, der an der stromaufwärts gelegenen Öffnung des Ventilhauptkörpers 1 auf die Endflächen der Vorsprünge 2 trifft und dadurch gehalten wird, ein Sitzring 11, der an den Haltering 9 angrenzt oder in ihn gepasst ist, und ein kugelförmiger Ventilkörper 7, der zwischen einer Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 und einer Ventilschließposition hin und her beweglich gehalten wird, bereitgestellt. Die Beziehung zwischen der Fläche S1 der Durchflusskanalöffnung, die zwischen der äußeren Umfangslinie, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers 7 quer zur Achsenlinie verläuft, und der inneren Umfangsfläche im Ventilhauptkörper 1 gebildet ist, und der Fläche S2 der Durchflusskanalöffnung, die auf der Verbindungslinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Sitzrings 11 oder des Halterings 9 zwischen dem kugelförmigen Ventilelement 7 und dem Haltering 9 gebildet ist, wenn der kugelförmige Ventilkörper 7 auf die Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 trifft, liegt bei S2 = 0,45 S1 bis 0,65 S1.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugelrückschlagventil, das bei verschiedensten gewerblichen Rohrleitungen in chemischen Fabriken, bei Wasser- und Abwassersystemen, in der Landwirtschaft, auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung, auf dem Gebiet der Lebensmittelherstellung usw. verwendet wird, und betrifft genauer ein Kugelrückschlagventil, bei dem Schwingungen der Kugel, die beim Durchfluss eines Fluids entstehen, verhindert werden und die Entstehung von Störgeräuschen unterdrückt wird, ohne dass es zu einer Abnahme der Durchflussmenge des Fluids kommt.
Allgemeiner Stand der Technik
Bisher gibt es wie in 6 gezeigte Rückschlagventile (siehe Patentliteraturbeispiel 1). Was ihren Aufbau betrifft, sind ein röhrenförmiges erstes Gehäuse 103, in dessen Innerem ein Ventilkörper 101 beweglich aufgenommen ist und an dessen einem Ende eine Lösesicherung 102 zur Verhinderung eines Lösens des Ventilkörpers 101 gebildet ist, und ein röhrenförmiges zweites Gehäuse 105, das am anderen Ende des ersten Gehäuses 103 angebracht ist, wobei die Achsenlinien übereinstimmen, und in dem ein ringförmiger Ventilsitz 104 mit einer Sitzfläche zur Aufnahme des Ventilkörpers 101 gebildet ist, bereitgestellt. An den einander gegenüberliegenden Endflächen der beiden Gehäuse 103, 105 ist ein ringförmiges erstes Dichtungselement 106 ausgebildet, um den Bereich zwischen den beiden Gehäusen 103, 105 abzudichten, auf der Sitzfläche des Ventilsitzes 104 ist ein ringförmiges zweites Dichtungselement 107 ausgebildet, um im Sitzzustand des Ventilkörpers 101 am Ventilsitz den Bereich zwischen dem Ventilkörper 101 und dem Ventilsitz 104 abzudichten, und an einem Gehäuse aus dem ersten Gehäuse 101 und dem zweiten Gehäuse 103 ist ein Pressteil 108 ausgebildet, um das zweite Dichtungselement 107 zur Sitzfläche zu drücken.
Literatur der Vorläufertechnik
Patentliteratur
Patentliteraturbeispiel 1: Patentoffenlegungsschrift 2007-155118
Kurzdarstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung
Doch bei diesem herkömmlichen Rückschlagventil kommt es beim Durchgang des Fluids zwischen dem Innenumfang des ersten Gehäuses 103 und dem durch Rippen 109 gehaltenen Ventilkörper 101 leicht zu einem unruhigen Fluidfluss, wird die Unruhe des Fluidflusses mit der Zunahme der Durchflussmenge des Fluids größer, und besteht die Gefahr, dass am Ventilkörper 101 Schwingungen auftreten. Zu dieser Erscheinung kommt es am leichtesten, wenn das Rückschlagventil senkrecht installiert ist und der korrekte Fluss des Fluids von unten nach oben verläuft. Der Ventilkörper 101 versucht durch sein Eigengewicht, nach unten zu fallen, wird jedoch durch den Fluss des Fluids nach oben hochgedrückt, wodurch sich der Ventilkörper 101 hebt. Der Ventilkörper 101 entfernt sich vom zweiten Dichtungselement 107 und gibt die Öffnung frei, und wenn die Öffnungsfläche größer wird, fließt der Fluidstrom entlang der äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers 101 zwischen dem Innenumfang des ersten Gehäuses 103 und dem durch die Rippen gehaltenen Ventilkörper 101. Daher zerstreut sich der Großteil der Kraft des Fluids, das den Ventilkörper 101 nach oben drückt, mit dem Größerwerden der Öffnung zwischen dem Ventilkörper 101 und dem zweiten Dichtungselement 107 radial nach außen, kann keine Kraft erhalten werden, die den Ventilkörper 101 gegen das Eigengewicht des Ventilkörpers 101 so hochdrückt, dass er in einem Kontakt mit der Lösesicherung 102 gehalten wird, und schwingt der Ventilkörper, da er an der Stelle der Rippen 109 in einem schwebenden Zustand dem unruhigen Fluidfluss ausgesetzt ist. Besonders, wenn die Bewegungsstrecke des Ventilkörpers 101 vom zweiten Dichtungselement 107 bis zur Lösesicherung 102 der Rippen 109 groß ist, besteht das Problem, dass sich beinahe die gesamte Kraft des Fluids, das den Ventilkörper 101 nach dem Abheben des Ventilkörpers 101 nach oben drückt, radial zur Außenseite zerstreut, weshalb der Ventilkörper 101 nicht stabilisiert werden kann und sich der Ventilkörper durch die Unruhe des Fluids im ersten Gehäuse 103 bewegt und es leicht zu Schwingungen kommt. Wenn es im Rückschlagventil zu Schwingungen des Ventilkörpers 101 gekommen ist, kommt es zu Problemen wie einer Behinderung des Flusses des Fluids durch den schwingenden Ventilkörper 101 und einer Abnahme der Durchflussmenge des durch das Rückschlagventil fließenden Fluids, dem Auftreten eines Störgeräuschs durch das intermittierende Stoßen des Ventilkörpers 101 infolge der Schwingungen an das erste Gehäuse 103 und, im schlimmsten Fall, der Gefahr, dass das Rückschlagventil durch das intermittierende Aufprallen des Ventilkörpers 101 infolge der Schwingungen im Inneren des ersten Gehäuses 103 zerstört wird, oder der Gefahr, dass es durch den Zusammenprall des Ventilkörpers 101 und der Rippen 109 infolge der Schwingungen zu Abnutzungsverformungen kommt und aufgrund von Lücken am Kontaktbereich des Ventilkörpers 101 und des Ventilsitzes 104 Fluid ausläuft.
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der obigen Problempunkte des Stands der Technik und hat die Aufgabe, ein Kugelrückschlagventil bereitzustellen, bei dem Schwingungen der Kugel, die beim Durchfluss eines Fluids entstehen, verhindert werden und die Entstehung von Störgeräuschen unterdrückt wird, ohne dass es zu einer Abnahme der Durchflussmenge des Fluids kommt.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Wenn nun der Aufbau des Kugelrückschlagventils der vorliegenden Erfindung zur Lösung der obigen Aufgabe erklärt wird, besteht die erste Kennzeichnung bei einem Kugelrückschlagventil, bei dem ein röhrenförmiger Ventilhauptkörper, der zwei Öffnungen und an der Innenfläche in der Achsenlinienrichtung verlaufende Vorsprünge aufweist, ein Haltering, der an der stromaufwärts gelegenen Öffnung des Ventilhauptkörpers auf die Endflächen der Vorsprünge trifft und dadurch gehalten wird, ein Sitzring, der an den Haltering angrenzt oder in ihn gepasst ist, und ein kugelförmiger Ventilkörper, der zwischen einer Anschlagfläche der Vorsprünge und einer Ventilschließposition hin und her beweglich gehalten wird, bereitgestellt sind, darin, dass die Beziehung zwischen der Fläche S₁ der Durchflusskanalöffnung, die zwischen der äußeren Umfangslinie, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers quer zur Achsenlinie verläuft, und der inneren Umfangsfläche im Ventilhauptkörper gebildet ist, und der Fläche S₂ der Durchflusskanalöffnung, die auf der Verbindungslinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Sitzrings oder des Halterings zwischen dem kugelförmigen Ventilelement und dem Haltering gebildet ist, wenn der kugelförmige Ventilkörper auf die Anschlagfläche der Vorsprünge trifft, bei S₂ = 0,45 S₁ bis 0,65 S₁ liegt.
Die zweite Kennzeichnung besteht darin, dass die Strecke m, für die sich der kugelförmige Ventilkörper hin und her bewegen kann, in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 0,2 L bis 0,6 L beträgt.
Die dritte Kennzeichnung besteht darin, dass sich die Endflächen der Vorsprünge, auf die der Haltering trifft, weiter an der stromaufwärts gelegenen Seite des Ventilhauptkörpers als die äußere Umfangslinie, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers quer zur Achsenlinie verläuft, befinden, wenn sich der kugelförmige Ventilkörper in der in Bezug auf den Sitzring stillstehenden geschlossenen Position befindet.
Die vierte Kennzeichnung besteht darin, dass ein Pressring bereitgestellt ist, der mit der inneren Umfangsfläche der stromaufwärts gelegenen Öffnung des Ventilhauptkörpers verschraubt ist und zusammen mit den Endflächen der Vorsprünge den Haltering und den Sitzring einklemmt und hält.
Die fünfte Kennzeichnung besteht darin, dass ein mit einem Flansch versehendes kurzes Rohr, welches über den Sitzring oder den Pressring in einem dicht verschlossenen Zustand mit dem Ventilhauptkörper gehalten wird, und eine Hutmutter, die das mit einem Flansch versehene kurze Rohr durch Verschrauben mit dem Ventilhauptkörper an dem Ventilhauptkörper fixiert, bereitgestellt sind.
Die sechste Kennzeichnung besteht darin, dass ein ringförmiger Passteil, der an dem äußeren Umfangsrand des Sitzrings gebildet ist, in eine ringförmige Vertiefung, die in der Seitenfläche des Halterings gebildet ist, gepasst ist und eine Endfläche des Pressrings oder die seitliche Endfläche des Flanschteils des kurzen Rohrs auf den Sitzring trifft und gepresst wird.
Die siebente Kennzeichnung besteht darin, dass an der Innenfläche des Halterings ein Verjüngungsteil mit einem geringeren Durchmesser als dem Durchmesser des kugelförmigen Ventilkörpers ausgebildet ist.
Die achte Kennzeichnung besteht darin, dass ferner ein O-Ring, der in einer ringförmigen Vertiefung angebracht ist, welche in der Endfläche des stromabwärts gelegenen Öffnungsteils des Ventilhauptkörpers ausgebildet ist, ein mit einem Flansch versehenes kurzes Rohr, das über den O-Ring mit dem Ventilhauptkörper in Kontakt steht, und eine Hutmutter, die das mit einem Flansch versehene Rohr durch Verschrauben mit dem Ventilhauptkörper an dem Ventilhauptkörper fixiert, bereitgestellt sind.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von 1 erklärt. Bei der vorliegenden Erfindung bedeuten die „Schwingungen” das Schwingen des kugelförmigen Ventilkörpers 1 im Ventilhauptkörper 1, sie umfassen keine Vibrationen, die durch Faktoren wie einen nicht direkt auf den kugelförmigen Ventilkörper 7 wirkenden Fluss des Fluids oder andere Außenkräfte entstehen.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es nötig, dass der Ventilhauptkörper 1 zwei Öffnungen aufweist. Der kugelförmige Ventilkörper kann zwar auch oval oder exzentrisch sein, solange er durch seine Kugelform als Ventilkörper wirkt, doch wird eine wirklich kugelförmige Kugel bevorzugt.
Bei der vorliegenden Erfindung zeigt die Durchflusskanalöffnungsfläche S₂ die kleinere Fläche der beiden Durchflusskanalöffnungsflächen, welche auf der Verbindungslinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Sitzrings 11 (dem Dichtungspunkt) oder auf der Verbindunglinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Halterings 9 zwischen dem kugelförmigen Ventilkörper 7 und dem Haltering 9 gebildet sind. Bei dem Kugelrückschlagventil von 1 ist die Fläche der Durchflusskanalöffnung, die auf der Verbindungslinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Halterings 9 zwischen dem kugelförmigen Ventilkörper 7 und dem Haltering 9 gebildet ist, kleiner, weshalb sie die Durchflusskanalöffnungsfläche S₂ darstellt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Material des Sitzrings 11 jedes beliebige Material sein, solange es sich um einen gummiartigen elastischen Körper handelt, und obwohl beispielsweise Ethylenpropylenkautschuk, Isoprenkautschuk, Chloroprenkautschuk, chlorsulfonierter Kautschuk, Nitrilkautschuk, Styrolbutadienkautschuk, chloriertes Polyethylen oder Fluorkautschuk als geeignete Materialien angeführt werden können, bestehen im Wesentlichen keine Beschränkungen.
Bei der vorliegenden Erfindung können die Materialien des Ventilhauptkörpers 1, des kugelförmigen Ventilkörpers 7, der mit einem Flansch versehenen kurzen Rohre 17, 24, der Hutmuttern 20, 25, des Halterings 9 und des Pressrings 14 des Kugelrückschlagventils beliebig Kunstharze wie Polyvinylchlorid (nachstehend als PVC bezeichnet), Polypropylen, Polyvinylidenfluorid, Polystyrol, ABS-Harz, Polytetrafluorethylen, Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Mischpolymer oder Polychlortrifluorethylen oder Metalle wie Eisen, Kupfer, Kupferlegierungen, Messing, Aluminium oder Edelstahl sein.
Resultat der Erfindung
Durch die wie oben beschrieben ausgeführte vorliegende Erfindung können die folgenden herausragenden Ergebnisse erhalten werden.

(1) Es kann verhindert werden, dass beim Durchfluss durch das Kugelrückschlagventil Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers entstehen.
(2) Die Bewegungsstrecke des kugelförmigen Ventilkörpers wird kurz und das Kugelrückschlagventil kann kompakt ausgeführt werden.
(3) Durch das Verhindern der Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers werden Störgeräusche durch die Schwingungen beseitigt und können Störgeräusche beim Durchfluss unterdrückt werden.
(4) Durch das Verhindern der Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers kann eine Abnahme der Durchflussmenge verhindert werden und wird ein hoher Kv-Wert erhalten, wodurch großen Durchflussmengen entsprochen werden kann.
(5) Da Beschädigungen des Ventilhauptkörpers infolge von Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers verhindert werden, wird eine Verwendung des Kugelrückschlagventils für einen langen Zeitraum möglich.

Einfache Erklärung der Zeichnungen
1 ist ein Längsschnitt, der eine Ausführungsform des Kugelrückschlagventils der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in 1.
3 ist ein vergrößerter Längsschnitt des wichtigsten Bereichs von 1.
4 ist eine teilweise geschnittene Schrägansicht des wichtigsten Bereichs, die die Fläche S₂ der Durchflusskanalöffnung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Eigenschaften für S₂/S₁ und den Kv-Wert zeigt.
6 ist ein Längsschnitt, der ein herkömmliches Rückschlagventil zeigt.
Form der Ausführung der Erfindung
Nachstehend wird eine Form der Ausführung der vorliegenden Erfindung erklärt, doch muss nicht betont werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorliegende Form der Ausführung beschränkt ist.
Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen ungefähr hohlen zylinderförmigen Ventilhauptkörper aus PVC, an dessen Innenseite drei Vorsprünge 2, die entlang der Achsenlinie radial in gleichen Abständen vorspringen, einstückig mit dem Ventilhauptkörper 1 ausgeführt sind (siehe 2). Der Öffnungsdurchmesser einer Eingangsöffnung 3 an der stromaufwärts gelegenen Seite des Ventilhauptkörpers 1 (in der Figur unten) ist größer als der Öffnungsdurchmesser einer Ausgangsöffnung an der stromabwärts gelegenen Seite (in der Figur oben), und das Innere des Ventilhauptkörpers 1 ist so ausgeführt, dass es ab dem Mittelbereich zur stromabwärts gelegenen Seite hin eine gebogene Fläche mit einem langsam abnehmenden Durchmesser aufweist.
Die Vorsprünge 2 sind von der Endfläche der Eingangsöffnung 3 des Ventilhauptkörpers 1 ausgehend in Abständen zueinander mit einer ungefähr einheitlichen Höhe von der inneren Umfangsfläche der Eingangsöffnung 3 ausgebildet, doch nimmt die Höhe in der Nähe der Ausgangsöffnung 4 allmählich ab und erreichen sie ungefähr den gleichen Durchmesser wie die Ausgangsöffnung 4.
Die Höhe h (der mit der ungefähr einheitlichen Höhe ausgebildete Bereich) der Vorsprünge 2 in Bezug auf die innere Umfangsfläche des Ventilhauptkörpers 1 ist so gestaltet, dass sie in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 7 0,2 L beträgt. Es ist günstig, die Höhe h der Vorsprünge in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 7 mit 0,1 L bis 0,3 L auszuführen, wobei eine Ausführung mit 0,15 L bis 2,5 L noch besser ist. Um eine Öffnungsfläche für einen ausreichenden Fluss des Fluids zu erhalten, ist es nötig, dass die Vorsprünge 2 mindestens 0,1 L aufweisen, und um dafür zu sorgen, dass der Ventilhauptkörper 1 nicht zu groß wird, und um den Fluss des Fluids direkt zu gestaltet, ist ein Wert von höchstens 0,3 L nötig. Was die Vorsprünge 2 betrifft, sind wie in 2 gezeigt drei Vorsprünge in gleichen Abständen ausgebildet, doch bestehen für diese Zahl im Wesentlichen keine Beschränkungen, solange sie mindestens drei oder mehr beträgt. Die Form, bei der drei Vorsprünge 2 ausgebildet sind, ist jedoch ideal, da der später besprochene kugelförmige Ventilkörper 7 selbst dann sicher durch einen Dreipunkthalt gehalten werden kann, wenn es bei den Vorsprüngen 2 zu Abmessungsfehlern gekommen ist.
An der Endfläche der Ausgangsöffnung 4 des Ventilhauptkörpers 1 ist eine ringförmige Vertiefung 5 ausgebildet, und in dieser ringförmigen Vertiefung 5 ist ein O-Ring 6 angebracht.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet den kugelförmigen Ventilkörper, der eine Kugel aus PVC ist. Er wird im Inneren des Ventilhauptkörpers 1 durch die Vorsprünge 2 entlang der Achsenlinie hin und her beweglich gehalten. Der kugelförmige Ventilkörper 7 weist einen größeren Durchmesser als den Öffnungsdurchmesser der Ausgangsöffnung 4 des Ventilhauptkörpers 1 auf, und wenn der kugelförmige Ventilkörper 7 durch den Fluss des Fluids zur stromabwärts gelegenen Seite gedrückt wird, wird er in einem auf die Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 treffenden Zustand gehalten. Dabei ist die Strecke m, über die sich der kugelförmige Ventilkörper 7 hin und her bewegen kann, das heißt, die Bewegungsstrecke (siehe 1) des Schwerpunkts des kugelförmigen Ventilkörpers 7 von der vollständig geöffneten Position, in der der kugelförmige Ventilkörper 7 auf die Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 trifft, bis zu der völlig geschlossenen Position, in der der kugelförmige Ventilkörper 7 in einem Kontakt mit dem später besprochenen Sitzring 11 ruht, so ausgeführt, dass sie in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 7 0,33 L beträgt.
Die Strecke m, über die sich der kugelförmige Ventilkörper 7 hin und her bewegen kann, ist vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 L bis 0,6 L und noch besser in einem Bereich von 0,3 L bis 0,45 L in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 7 eingerichtet. Da es nicht möglich ist, eine Öffnungsfläche zu erhalten, die für den Fluss des Fluids ausreichend ist, wenn die Bewegungsstrecke zu klein ist, ist für einen Fluss des Fluids unter Bewahrung einer konstanten Durchflussmenge ein Wert von mindestens 0,2 L günstig, doch um den Ventilhauptkörper 1 nicht über das erforderliche Ausmaß hinaus groß zu machen und um den kugelförmigen Ventilkörper 7 durch den Fluiddruck stets ohne Schwingungen an die Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 zu drücken, ist ein Wert von höchstens 0,6 L günstig. Da es innerhalb dieses Bewegungsbereichs möglich ist, das Öffnen und Schließen des Ventils durchzuführen, während das Bewegungsausmaßes des kugelförmigen Ventilkörpers 7 beschränkt ist, können die Abmessungen des Ventils beschränkt werden und kann das Ventil kompakt ausgeführt werden.
Das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Haltering, der ein ringförmiges Element aus PVC ist. Sein Außendurchmesser ist mit ungefähr dem gleichen Durchmesser wie der Innendurchmesser des Endes der Eingangsöffnung 3 des Ventilhauptkörpers 1 ausgeführt, und er ist von der Eingangsöffnung 3 her eingesetzt und so angeordnet, dass eine Endfläche auf die Endfläche der Vorsprünge 2 auf Seiten der Eingangsöffnung 3 trifft. An der anderen Endfläche ist am Innenumfang eine ringförmige Vertiefung 10 ausgebildet, in die der später besprochene Sitzring 11 eingesetzt ist. Der Innendurchmesser d2 des Halterings ist so ausgeführt, dass er in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 7 1,025 L beträgt (siehe 3). Es ist günstig, wenn der Innendurchmesser d2 des Halterings 9 so ausgeführt ist, dass er in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 7 1,005 L bis 1,040 L beträgt.
Das Bezugszeichen 11 ist ein Sitzring aus Gummi, der mit einem L-förmigen Querschnitt als Einheit aus einem ringförmigen Einsteckteil 13, welcher am äußeren Umfangsrand ausgebildet ist und in der Achsenlinienrichtung des Ventilhauptkörpers 1 vorspringt, und einem zum Innenumfang hin vorspringenden Innenflanschteil 12 gebildet ist. Der innere Umfangsrand des Innenflanschs 12 ist mit einem kreisbogenförmigen Querschnitt ausgeführt und kleiner als der Innendurchmesser des Halterings 9 ausgebildet. Der rohrförmige ringförmige Einsteckteil 13 am äußeren Umfangsrand ist in die ringförmige Vertiefung 10 des Halterings 9 eingesetzt.
Das Bezugszeichen 14 ist ein zylinderförmiger Pressring 14 aus PVC. An seinem Außenumfang ist ein Außengewindeteil 15 gebildet, der mit einem Innengewindeteil, welcher an dem auf Seiten der Eingangsöffnung 3 gelegenen Endbereich des Ventilhauptkörpers 1 ausgebildet ist, verschraubt ist. Durch das Schrauben des Pressrings 14 auf die Eingangsöffnung 3 des Ventilhauptkörpers 1 wird der mit dem Sitzring 11 zusammengesetzte Haltering 9 zwischen einer Endfläche des Pressrings 14 und der Endfläche der Vorsprünge 2 auf Seiten der Eingangsöffnung 3 festgeklemmt und in einem gepressten Zustand gehalten. An der inneren Umfangsseite einer Endfläche des Pressrings 14 ist ein Stufenteil 16 gebildet, weshalb der Halt so erfolgt, dass zwischen dem Pressring 14 und dem Innenflanschteil 12 des Sitzrings ein Zwischenraum besteht. Dieser Zwischenraum ist bei einer geringen Dicke des Innenflanschteils 12 mit der gleichen oder einer geringeren Abmessung ausgeführt, ist aber ideal in einem Bereich von 1 bis 5 mm ausgebildet. Der Außenumfang des Pressrings 14 dichtet über einen O-Ring mit der inneren Umfangsfläche des Ventilhauptkörpers 1 ab, während an der anderen Endfläche des Pressrings 14 eine ringförmige Vertiefung ausgebildet ist, in der ein O-Ring 26 angebracht ist. Der Innendurchmesser des Pressrings 14 ist kleiner als der Durchmesser des kugelförmigen Ventilkörpers 7 ausgeführt, und wenn das Ventil geschlossen ist, wird der kugelförmige Ventilkörper 7 durch den Pressring 14 so gehalten, dass er nicht herausfällt.
Das Bezugszeichen 17 ist ein mit einem Flansch versehenes kurzes Rohr, wobei an einem Ende eines kurzen Rohrteils 18, an dem ein Rohr o. ä. angeschlossen wird, ein Flanschteil 19 ausgebildet ist. Am anderen Ende des kurzen Rohrteils 18 kann auch ein Flanschteil (nicht dargestellt) ausgebildet sein.
Das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine zylinderförmige Hutmutter aus PVC. Am Innenumfang eines Endes davon ist ein Innengewindeteil 22 ausgebildet, der mit einem Außengewindeteil 21, welcher am Außenumfang beider Enden des Ventilhauptkörpers 1 ausgebildet ist, verschraubt ist, während am anderen Ende ein zum Innenumfang hin vorspringender Innenflanschteil 23 ausgebildet ist. An der stromaufwärts gelegenen Seite des Ventilhauptkörpers 1 trifft die Hutmutter 20 an der Endfläche des Pressrings 14 über den O-Ring 26 auf die Endfläche des Flanschteils 19 des mit einem Flansch versehenen kurzen Rohrs 17, ist sie mit dem Außengewinde des Ventilhauptkörpers 1 verschraubt, und fixiert sie das mit einem Flansch versehene kurze Rohr 17 und den Ventilhauptkörper 1 in einem abgedichteten Zustand.
Gleichermaßen trifft auch an der stromabwärts gelegenen Seite des Ventilhauptkörpers 1 ein mit einem Flansch versehenes kurzes Rohr 24 über einen O-Ring 6 auf die Endfläche des Ventilhauptkörpers 1 und sind das mit einem Flansch versehene kurze Rohr 24 und der Ventilhauptkörper 1 durch eine Hutmutter 25 in einem abgedichteten Zustand fixiert.
Nun soll die Beziehung der Abmessungen des Kugelrückschlagventils erklärt werden. Es ist nötig, dass die Beziehung zwischen der Fläche S₁ der Durchflusskanalöffnung, die zwischen der äußeren Umfangslinie 27, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers 7 quer zur Achsenlinie verläuft, und der inneren Umfangsfläche 28 im Ventilhauptkörper gebildet ist (der Fläche des Bereichs, die den Durchflusskanal von 2 bildet), und der Fläche S₂ der Durchflusskanalöffnung, die auf der Verbindungslinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Sitzrings 11 oder des Halterings 9 zwischen dem kugelförmigen Ventilelement 7 und dem Haltering 9 gebildet ist, wenn der kugelförmige Ventilkörper 7 wie in 1 mit der durchgehenden Linie gezeigt auf die Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 trifft, in einem Bereich liegt, der S₂ = 0,45 S₁ bis 0,65 S₁ erfüllt. Noch idealer ist es erforderlich, dafür zu sorgen, dass S₂ = 0,53 S₁ bis 0,63 S₁ erzielt wird. Dies liegt daran, dass zum Erhalt einer Fläche der Durchflusskanalöffnung, bei der die Durchflussmenge nicht abnimmt, mindestens 0,45 S₁ erforderlich sind und zur Aufrechterhaltung einer Kraft, um den kugelförmigen Ventilkörper 7 stets zur Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 zu drücken, höchstens 0,65 S₁ nötig sind. Die Fläche S₁ der Durchflusskanalöffnung wird bei einem Innendurchmesser des Ventilhauptkörpers von d1 und einem Durchmesser des kugelförmigen Ventilkörpers von L (siehe 3) durch S₁ = π/4 × (d₁ ² – L²) – (Vorsprungsschnittfläche) × (Anzahl der Vorsprünge) berechnet, während die Fläche S₂ der Durchflusskanalöffnung bei einem Abstand der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Halterings 9 vom Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7, wenn der kugelförmige Ventilkörper 7 auf die Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 trifft, von R1 und einem Abstand von der Position der inneren Umfangslinie bis zum Achsenzentrum von r1, sowie einem Abstand vom Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 bis zur äußeren Umfangsfläche des kugelförmigen Ventilkörpers 7 von R2 und einem Abstand von der Position der äußeren Umfangsfläche bis zum Achsenzentrum von r2 (siehe 3), durch S₂ = π × (R1 × r1 – R2 × r2) als Oberfläche der Seitenfläche eines Kegelstumpfs berechnet wird. Wenn die Entfernung bis zum Dichtungspunkt des Sitzrings 11 kürzer als der Abstand des stromabwärts gelegenen Umfangslinie des Halterings 9 vom Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 ist, wird die Fläche S₂ berechnet, indem die kürzere Entfernung als R1 angesetzt wird.
Wenn sich der kugelförmige Ventilkörper 7 in Bezug auf den Sitzring 11 in der stillstehenden geschlossenen Position befindet, befinden sich die Endflächen der Vorsprünge 2, auf die der Haltering 9 trifft, vorzugweise weiter an der Seite der Eingangsöffnung 3 als die äußere Umfangslinie 27, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers 7 quer zur Achsenlinie verläuft. Der Grund dafür ist, dass bei der Bewegung des kugelförmigen Ventilkörpers 7 vom geschlossenen Zustand zur Ausgangsöffnung 4 das Ansprechen zum sofortigen Öffnen des Durchflusskanals gut wird, ohne dass beim Öffnen und Schließen des Ventils eine Verzögerung auftritt, die Öffnungsfläche bei einem geringen Bewegungsausmaß des kugelförmigen Ventilkörpers 7 groß wird und der Kv-Wert sichergestellt werden kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Sitzring 11 in den Haltering 9 gepasst, doch ist es auch möglich, dass der Sitzring 11 und der Haltering 9 aneinander grenzen, ohne ineinander gepasst zu sein (nicht dargestellt; in diesem Fall unterscheidet sich die Form des Sitzrings). Die Dicke des Innenflanschteils 12 des Sitzrings 11 kann in einem Ausmaß, in dem die Dichtungsfähigkeit aufrechterhalten wird, dünn gestaltet sein, und es wird eine Dicke in einem Bereich von 0,05 L bis 0,1 L in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 7 bevorzugt. Dies liegt daran, dass bei einem Kontakt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 mit dem Sitzring mindestens 0,05 L günstig sind, um eine Abdichtung vorzunehmen, ohne dass sich der Sitzring 11 stark verformt, und höchstens 0,1 L günstig sind, um zu verhindern, dass der kugelförmige Ventilkörper 7 in den Sitzring 11 eindringt.
Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Pressring 14 verwendet, doch ist auch eine Gestaltung möglich, die keinen Pressring 14 verwendet (nicht dargestellt). In diesem Fall ist der Sitzring 11 in einem Zustand, in dem der Sitzring 11 und der Haltering 9 ineinander gepasst sind, an den Flanschteil 19 des mit einem Flansch versehenen kurzen Rohrs 17 gesetzt und sind das mit einem Flansch versehene kurze Rohr 24 und der Ventilhauptkörper 1 durch die Hutmutter 25 in einem abgedichteten Zustand fixiert.
Am Innenumfang des Halterings 9 kann ein Verjüngungsteil ausgebildet sein, dessen Durchmesser zur stromaufwärts gelegenen Seite hin eine Weile abnimmt (nicht gezeigt). In diesem Fall wird der kugelförmige Ventilkörper 7 an den Verjüngungsteil geschoben und kann er an der für die Abdichtung idealen Stelle gehalten werden, ohne dass der kugelförmige Ventilkörper 7 tief in den Sitzring 11 eindringt. Der Winkel des Verjüngungsteils beträgt vorzugsweise 10° bis 30° in Bezug auf die Achsenlinie, wobei mindestens 10° günstig sind, damit die Abmessungen des Kugelrückschlagventils zwischen den Flächen nicht groß werden, und höchstens 30° günstig sind, damit der kugelförmige Ventilkörper 7 mit der inneren Umfangsfläche des Verjüngungsteils in Kontakt gebracht wird, ohne dass der Spitzenendbereich mit dem kleinsten Innendurchmesser auf den kugelförmigen Ventilkörper 7 trifft, und eine Beschädigung des kugelförmigen Ventilkörpers 7 verhindert wird. Wenn ein Verjüngungsteil ausgebildet ist, ist der kleinste Innendurchmesser des Halterings 9 (der kleinste Innendurchmesser des Verjüngungsteils) vorzugsweise so verringert, dass er 0,9 L bis 0,97 L in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 7 beträgt. Mindestens 0,9 L sind günstig, um den Durchflusskanal im Inneren des Kugelrückschlagventils nicht zu verengen, während höchstens 0,97 L günstig sind, damit der kugelförmige Ventilkörper 7 sicher auf den Haltering 9 trifft.
Als nächstes erfolgt eine Erklärung des Verhaltens, wenn das Kugelrückschlagventil der vorliegenden Erfindung geöffnet bzw. geschlossen ist. Wenn ein Fluid von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite fließt (in der Strömungsrichtung, in 1 von unten nach oben), bewegt sich der kugelförmige Ventilkörper 7 in die Position, die in 1 mit der durchgehenden Linie gezeigt ist, und fließt das Fluid durch den zwischen dem kugelförmigen Ventilkörper 7 und den Vorsprüngen 2 des Ventilhauptkörpers 1 gebildeten Durchflusskanal zur stromabwärts gelegenen Seite. Wenn das Fluid von der stromaufwärts gelegenen Seite stoppt, bewegt sich der kugelförmige Ventilkörper 7 durch den Gegenstromdruck des Fluids von der stromabwärts gelegenen Seite zur stromaufwärts gelegenen Seite und wird er gegen den Sitzring 11 gedrückt, wodurch er den geschlossenen Zustand einnimmt und einen Fluss des Fluids in die entgegengesetzte Richtung verhindert (der gestrichelte Zustand in 1). Im geschlossenen Zustand dichtet der kugelförmige Ventilkörper 7 durch einen linearen Kontakt mit der kreisbogenförmigen Schnittfläche des inneren Umfangsrands des Innenflanschteils 12 des Sitzrings 11 ab. Durch die Ausbildung des Stufenteils 16 an der inneren Umfangsseite einer Endfläche des Pressrings 14 biegt sich der Sitzring 11 durch den Zwischenraum zu dem Stufenteil 16 etwas zur Seite des Stufenteils 16 hin, wenn der kugelförmige Ventilkörper 7 auf den Sitzring 11 trifft, und kann der Sitzring 11 durch Übereinstimmen mit der äußeren Umfangsfläche des kugelförmigen Ventilkörpers 7 durch einen linearen Kontakt abdichten. Dadurch kann die Entstehung eines Zwischenraums aufgrund von Abmessungsfehlern des Sitzrings 11 verhindert werden, können auch dann sichere Dichtungseigenschaften erhalten werden, wenn der Gegenstromdruck gering ist, und wird ein Auslaufen des Fluids verhindert. Da die Kontaktfläche gering ist, nimmt der Reibungswiderstand des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und des Sitzrings 11 ab, löst sich der kugelförmige Ventilkörper 7 beim Fließen des Fluids in der Strömungsrichtung gut vom Sitzring 11, wird eine Zeitverzögerung beim Öffnen und Schließen des Ventils verhindert und kann das Öffnen bzw. Schließen mit gutem Ansprechen auf den Fluss des Fluids vorgenommen werden. Wenn der Gegenstromdruck hoch ist, ist es möglich, durch den Bereich des Stufenteils Verformungen des Sitzrings 11 zu verhindern, und kann der kugelförmige Ventilkörper 7 gehalten werden.
Wenn das Fluid von der stromaufwärts gelegenen Seite zur stromabwärts gelegenen Seite fließt (in der Strömungsrichtung, in 1 von unten nach oben), fließt das Fluid, während es den Durchflusskanal durch Hochdrücken des kugelförmigen Ventilkörpers 7 öffnet, und verläuft der Fluss des Fluids durch den Durchflusskanal, der zwischen dem kugelförmigen Ventilkörper 7 und dem Haltering 9 gebildet wurde, das heißt, verläuft das Fluid durch den Durchflusskanal, der zwischen der äußeren Umfangslinie 27, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers 7 quer zur Achsenlinie verläuft, und der inneren Umfangsfläche 28 des Ventilhauptkörpers 1 gebildet ist, und fließt es an der Ausgangsöffnung 4 aus. Da die Öffnungsfläche S₂ der Durchflusskanalöffnung, die auf der Verbindungslinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Halterings 9 zwischen dem kugelförmigen Ventilelement 7 und dem Haltering 9 gebildet ist, dabei so ausgeführt ist, dass sie kleiner als die Fläche S₁ der Durchflusskanalöffnung wird, die zwischen der äußeren Umfangslinie 27, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers 7 quer zur Achsenlinie verläuft, und der inneren Umfangsfläche 28 des Ventilhauptkörpers 1 gebildet ist, ist der Fluiddruck des durch die Fläche S₂ der Durchflusskanalöffnung fließenden Fluids an der stromaufwärts gelegenen Seite höher als an der stromabwärts gelegenen Seite und wird durch diesen Fluiddruck und den Fluss des Fluids eine starke Kraft in die Heberichtung des kugelförmigen Ventilkörpers 7 ausgeübt. Da die nach oben wirkende Kraft während des Flusses des Fluids stets aufrechterhalten wird, befindet sich der kugelförmige Ventilkörper stets in einem an die Anschlagfläche der Vorsprünge gedrückten Zustand und werden Bewegungen aufgrund eines unruhigen Fluidflusses beseitigt. Dadurch wird verhindert, dass der kugelförmige Ventilkörper 7 in Bezug auf die Achsenlinie des Ventilhauptkörpers 1 schwingt.
Als nächstes wurde das Kugelrückschlagventil der vorliegenden Erfindung durch die nachstehend gezeigten Versuchsverfahren hinsichtlich des Kapazitätskoeffizienten, der Schwingungen und von Störgeräuschen bewertet.
(1) Versuch zur Messung des Kapazitätskoeffizienten
Auf Basis des Versuchsverfahrens in Bezug auf den Kapazitätskoeffizienten (Kv-Wert) von Ventilen nach JIS B 2005-2-3 „Regelventile für Industrieprozesse – Teil 2: Kapazität des Flusses – Abschnitt 3: Versuchsverfahren" wurde die Eingangsöffnung 3 in einer senkrechten Leitung nach unten und die Ausgangsöffnung 4 nach oben gerichtet und ein Fluid zum Fluss von unten nach oben gebracht, der Druck an der stromaufwärts gelegenen Seite und an der stromabwärts gelegenen Seite des Kugelrückschlagventils sowie die Durchflussmenge gemessen und der Kapazitätskoeffizient (Kv-Wert) berechnet.
(2) Feststellung des Vorhandenseins von Schwingungen
Eine Hand wurde direkt mit dem an eine Leitung angeschlossenen Kugelrückschlagventil in Kontakt gebracht und abgetastet, ob mit Ausnahme der Vibrationen, die während des Flusses des Fluids in der Leitung entstehen, Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers auftreten.
(3) Feststellung des Vorhandenseins von Störgeräuschen
Unter Verwendung eines Stethoskops wurde abgehorcht, ob außer den Geräuschen, die während des Flusses des Fluids in der Leitung entstehen, Störgeräusche auftreten.
Für das bei den vorliegenden Versuchen verwendete Kugelrückschlagventil wurde ein Ventil mit einem Nenndurchmesser von 40 mm verwendet. Der Wert für das erfolgreiche Bestehen des Versuchs zur Messung des Kapazitätskoeffizienten beim Nenndurchmesser von 40 mm wurde von den Bedingungen des Rohrs, in dem das Kugelrückschlagventil verwendet wurde, her auf einen Kv-Wert von mindestens 50 festgelegt. Ein Wert von mindestens 55 wurde als noch besserer Bereich angesetzt.
Ausführungsform 1
Unter Verwendung eines wie in 1 gezeigten Kugelrückschlagventils der vorliegenden Form der Ausführung, bei dem die Beziehung zwischen der Fläche S₁ der Durchflusskanalöffnung, die zwischen der äußeren Umfangslinie 27, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers 7 quer zur Achsenlinie verläuft, und der inneren Umfangsfläche 28 im Ventilhauptkörper 1 gebildet ist, und der Fläche S₂ der Durchflusskanalöffnung, die auf der Verbindungslinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Halterings 9 zwischen dem kugelförmigen Ventilelement 7 und dem Haltering 9 gebildet ist, wenn der kugelförmige Ventilkörper 7 auf die Anschlagfläche 8 der Vorsprünge 2 trifft, bei S₂ = 0,45 S₁ liegt, wurden Messungen des Kv-Werts, der Schwingungen und der Störgeräusche vorgenommen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Ausführungsform 2
Unter Verwendung eines Kugelrückschlagventils nach der vorliegenden Form der Ausführung wie bei der ersten Ausführungsform, bei dem S₂ = 0,53 S₁ betrug, wurden Messungen des Kv-Werts, der Schwingungen und der Störgeräusche vorgenommen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Ausführungsform 3
Unter Verwendung eines Kugelrückschlagventils nach der vorliegenden Form der Ausführung wie bei der ersten Ausführungsform, bei dem S₂ = 0,59 S₁ betrug, wurden Messungen des Kv-Werts, der Schwingungen und der Störgeräusche vorgenommen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Ausführungsform 4
Unter Verwendung eines Kugelrückschlagventils nach der vorliegenden Form der Ausführung wie bei der ersten Ausführungsform, bei dem S₂ = 0,63 S₁ betrug, wurden Messungen des Kv-Werts, der Schwingungen und der Störgeräusche vorgenommen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsform 1
Unter Verwendung eines Kugelrückschlagventils nach der vorliegenden Form der Ausführung wie bei der ersten Ausführungsform, bei dem S₂ = 0,37 S₁ betrug, wurden Messungen des Kv-Werts, der Schwingungen und der Störgeräusche vorgenommen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsform 2
Unter Verwendung eines Kugelrückschlagventils nach der vorliegenden Form der Ausführung wie bei der ersten Ausführungsform, bei dem S₂ = 0,67 S₁ betrug, wurden Messungen des Kv-Werts, der Schwingungen und der Störgeräusche vorgenommen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsform 3

Unter Verwendung eines Kugelrückschlagventils nach der vorliegenden Form der Ausführung wie bei der ersten Ausführungsform, bei dem S₂ = 0,91 S₁ betrug, wurden Messungen des Kv-Werts, der Schwingungen und der Störgeräusche vorgenommen. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1

	S₂/s₁	Kv-Wert	Schwingungen	Störgeräusche
Ausführungsform 1	0,45	51	nein	nein
Ausführungsform 2	0,53	57	nein	nein
Ausführungsform 3	0,59	59	nein	nein
Ausführungsform 4	0,63	58	nein	nein
Vergleichsform 1	0,37	41	nein	nein
Vergleichsform 2	0,67	47	ja	ja
Vergleichsform 3	0,91	38	ja	Ja

Wie aus Tabelle 1 klar ist, entstanden bei den Ausführungsformen und bei Vergleichsform 1 keine Schwingungen und Störgeräusche, während bei den Vergleichsformen 2 und 3 Schwingungen und Störgeräusche entstanden. Was den Kv-Wert betrifft, übertrafen die Ausführungsformen den Wert für das erfolgreiche Bestehen von S0, während die Vergleichsformen diesen Wert nicht erfüllten. Dies lag daran, dass bei der Vergleichsform 1 die Fläche von S2 zu klein wurde und daher der Fluss des Fluids schlecht wurde und der Kv-Wert abnahm. Bei der Vergleichsform 2 und bei der Vergleichsform 3 wurde zwar eine ausreichende Öffnungsfläche für den Fluss des Fluids erhalten, doch kam es aufgrund des Auftretens von Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers 7. zu einer Störung des Fluidflusses durch die Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers 7, weshalb sich der Kv-Wert verschlechterte.
5 zeigt die Eigenschaften für S₂/S₁ und den Kv-Wert aus Tabelle 1. Aus 5 ist eine plötzliche Abnahme des Kv-Werts erkennbar, wenn S₂/S₁ über einen bestimmten Wert hinausgeht, und mit diesem Wert als Grenze treten Schwingungen auf. Daher können in einem Bereich von S₂ = 0,45 bis 0,65 S₁, in dem die Linie für das erfolgreiche Bestehen mit einem Kv-Wert von mindestens 50 überschritten wird (der gestrichelte Bereich in 2), gute Durchflussmengeneigenschaften mit einem hohen Kv-Wert erhalten werden, und kann zudem die Entstehung von Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und von Störgeräuschen verhindert werden. Da in dem Bereich von S₂ = 0,53 bis 0,63 S₁ ein noch höherer Kv-Wert erhalten werden kann, ist dieser Bereich noch besser. Durch das Beseitigen der Schwingungen des kugelförmigen Ventilkörpers 7 und der Störgeräusche wird die Abnutzung des kugelförmigen Ventilkörpers 7 verringert, kann eine gute Durchflussmenge erhalten werden und kann die Dichtungsfähigkeit für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden.
Bezugszeichenliste

1: Ventilhauptkörper
2: Vorsprung
3: Eingangsöffnung
4: Ausgangsöffnung
5: ringförmige Vertiefung
6: O-Ring
7: kugelförmiger Ventilkörper
8: Anschlagfläche
9: Haltering
10: ringförmige Vertiefung
11: Sitzring
12: Innenflanschteil
13: ringförmiger Einsteckteil
14: Pressring
15: Außengewindeteil
16: Stufenteil
17: mit einem Flansch versehenes kurzes Rohr
18: kurzer Rohrteil
19: Flanschteil
20: Hutmutter
21: Außengewindeteil
22: Innengewindeteil
23: Innenflanschteil
24: mit einem Flansch versehenes kurzes Rohr
25: Hutmutter
26: O-Ring
27: äußere Umfangslinie
28: innere Umfangsfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS B 2005-2-3 „Regelventile für Industrieprozesse – Teil 2: Kapazität des Flusses – Abschnitt 3: Versuchsverfahren” [0047]

Claims

Kugelrückschlagventil, wobei ein röhrenförmiger Ventilhauptkörper, der zwei Öffnungen und an der Innenfläche in der Achsenlinienrichtung verlaufende Vorsprünge aufweist, ein Haltering, der an der stromaufwärts gelegenen Öffnung des Ventilhauptkörpers auf die Endflächen der Vorsprünge trifft und dadurch gehalten wird, ein Sitzring, der an den Haltering angrenzt oder in ihn gepasst ist, und ein kugelförmiger Ventilörper, der zwischen einer Anschlagfläche der Vorsprünge und einer Ventilschließposition hin und her beweglich gehalten wird, bereitgestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Beziehung zwischen der Fläche S₁ der Durchflusskanalöffnung, die zwischen der äußeren Umfangslinie, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers quer zur Achsenlinie verläuft, und der inneren Umfangsfläche im Ventilhauptkörper gebildet ist, und der Fläche S₂ der Durchflusskanalöffnung, die auf der Verbindungslinie zwischen dem Schwerpunkt des kugelförmigen Ventilkörpers und der stromabwärts gelegenen inneren Umfangslinie des Sitzrings oder des Halterings zwischen dem kugelförmigen Ventilelement und dem Haltering gebildet ist, wenn der kugelförmige Ventilkörper auf die Anschlagfläche der Vorsprünge trifft, bei S₂ = 0,45 S₁ bis 0,65 S₁ liegt.
Kugelrückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke m, für die sich der kugelförmige Ventilkörper hin und her bewegen kann, in Bezug auf den Durchmesser L des kugelförmigen Ventilkörpers 0,2 L bis 0,6 L beträgt.
Kugelrückschlagventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Endflächen der Vorsprünge, auf die der Haltering trifft, weiter an der stromaufwärts gelegenen Seite des Ventilhauptkörpers als die äußere Umfangslinie, welche an der Schwerpunktposition des kugelförmigen Ventilkörpers quer zur Achsenlinie verläuft, befinden, wenn sich der kugelförmige Ventilkörper in der in Bezug auf den Sitzring stillstehenden geschlossenen Position befindet.
Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pressring bereitgestellt ist, der mit der inneren Umfangsfläche der stromaufwärts gelegenen Öffnung des Ventilhauptkörpers verschraubt ist und zusammen mit den Endflächen der Vorsprünge den Haltering und den Sitzring einklemmt und hält.
Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Flansch versehendes kurzes Rohr, welches über den Sitzring oder den Pressring in einem dicht verschlossenen Zustand mit dem Ventilhauptkörper gehalten wird, und eine Hutmutter, die das mit einem Flansch versehene kurze Rohr durch Verschrauben mit dem Ventilhauptkörper an dem Ventilhauptkörper fixiert, bereitgestellt sind.
Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger Passteil, der an dem äußeren Umfangsrand des Sitzrings gebildet ist, in eine ringförmige Vertiefung, die in der Seitenfläche des Halterings gebildet ist, gepasst ist und eine Endfläche des Pressrings oder die seitliche Endfläche des Flanschteils des kurzen Rohrs auf den Sitzring trifft und gepresst wird.
Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenfläche des Halterings ein Verjüngungsteil mit einem geringeren Durchmesser als dem Durchmesser des kugelförmigen Ventilkörpers ausgebildet ist.
Kugelrückschlagventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein O-Ring, der in einer ringförmigen Vertiefung angebracht ist, welche in der Endfläche des stromabwärts gelegenen Öffnungsteils des Ventilhauptkörpers ausgebildet ist, ein mit einem Flansch versehenes kurzes Rohr, das über den O-Ring mit dem Ventilhauptkörper in Kontakt steht, und eine Hutmutter, die das mit einem Flansch versehene Rohr durch Verschrauben mit dem Ventilhauptkörper an dem Ventilhauptkörper fixiert, bereitgestellt sind.