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Rückschlagventil für Rohrleitungen Die Erfindung bezieht sich auf
ein Rückschlagventil kurzer Baulänge für den Einbau zwischen zwei Flanschen einer
fest verlegten Rohrleitung mit einem als Ring ausgeführten Gehäuse, zwei darin schwenkbar
gelagerten, etwa halbkreisförmigen Klappen, deren Lagerteile über die eine Stirnfläche
des Ringes nicht hinausragen, und mit einer als Sitz für die kreisbogenförmigen
Seiten der Klappen dienenden, sich längs jeder Hälfte des Innenumfanges des Ringes
erstreckenden Schulter, deren Abstand von der einen Stirnfläche des Ringes gleich
oder größer ist als die Klappendicke.
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Es sind Ventile bekannt, denen der Gedanke zugrunde liegt, eine Rückschlagsicherung
durch zwei oder mehr nebeneinanderliegende Abschlußorgane zu erreichen, wodurch
eine geringe Baulänge des Ventils erreicht wird. Bei einer Ausführung dieser bekannten
Ventile erzielt man diesen Zweck dadurch, daß der Leitungsquerschnitt durch zwei
nebeneinander angeordnete, je für sich schwenkbare Rückschlagkappen abschließbar
ist. Dieses Ventil hat aber den Nachteil, daß es nicht zwischen zwei feststehende
Flansche einer Rohrleitung eingeschoben werden kann, da es mit einem dachförmigen,
die Wellen der Ventilklappen abdeckenden Schild, der über die Stirnebene des Ventilringes
hinausragt, versehen ist. Ferner hat dieses bekannte Ventil den Nachteil, daß es
mit einer unzureichenden Dichtung versehen ist, da eine Dichtung nur an den Schwenkachsen
der Ventilklappen angebracht ist, die bei überdruck im Rohr von der Welle abgedrückt
wird.
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Es ist ferner ein Fußventil bekannt, das einen Ring mit einem Steg
aufweist, auf dem um eine Welle drehbar zwei halbkreisförmige Klappen angeordnet
sind, die zwei entsprechende Durchflußöffnungen im Ring verschließen können. Da
die Klappen dieses Ventils weit über die am Ende der Rohrleitung anliegende Flanschfläche
vorstehen, kann auch dieses Ventil nicht zwischen zwei Flansche einer Rohrleitung
eingeschoben werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil zu
schaffen, das in geschlossener Stellung zwischen zwei fest angeordnete Flansche
einer Rohrleitung einschiebbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß bei Anordnung einer gemeinsamen, den Ring diametral durchdringenden Schwenkachse
für beide Klappen und eines als Sitz für die geradlinigen Seiten der Klappen dienenden,
parallel zur Achse verlaufenden Steges der Steg über die andere Stirnfläche des
Ringes nicht hinausragt.
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Beim Einbau des neuen Ventils ist es nicht mehr notwendig, die Verbindungsflansche
auseinanderzubewegen oder vielgliedrige Ventile mit großen Gehäusen zu verwenden.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung
nachstehend beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Teil einer Rohrleitung, in
welche ein Rückschlagventil gemäß einer ersten Ausführungsform eingesetzt ist; Fig.
2 ist eine Ansicht des Ventils nach Fig. 1, teilweise im Schnitt; Fig.3 ist eine
Ansicht des Gehäuses des Ventils für sich allein; Fig. 4 und 5 zeigen im Längsschnitt
und in größerem Maßstab zwei Varianten der Abdichtung, und Fig. 6 ist ein der Fig.
1 ähnlicher Längsschnitt für eine zweite Ausführungsform.
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Fig.1 zeigt einen Teil einer Rohrleitung mit Rohren 10, 11, an die
Verbindungsflansche 14, 15 angeschweißt sind. Die Flansche haben Schraubenlöcher
16, 17 zur Aufnahme der Schrauben 28 und Dichtleisten 18, 19.
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Zwischen den Flanschen ist das Gehäuse 21 des Rückschlagventils angeordnet.
Es weist, wie Fig.3 zeigt, einen Ring 22 mit einem diametralen Steg 23 auf, der
den vom Ring umschlossenen Raum in zwei getrennte Durchgänge 24, 25 von halbkreisförmigem
Querschnitt unterteilt. Die Stirnflächen 26, 27 (s. Fig.1) des Ringes 22 liegen
an den Dichtleisten
18, 19 der Flansche an, - so daß die Leitung
abgedichtet ist, wenn die Schrauben 28 angezogen sind.
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Der Steg 23 hat eine ebene Stirnfläche 30, die zwischen den Stirnflächen
des Ringes 22 liegt. Die Stirnfläche 30 kann man sich in zwei aneinanderliegende
parallele Längsstreifen unterteilt denken, von denen jeder an .seinen Enden in eine
halbringförmige Sitzfläche 31 bzw. 32 übergeht, welche Sitzflächen von einer ringförmigen
Schulter 33 am Innenumfang des Ringes 22 gebildet werden. Es wird auf diese Weise
eine kontinuierliche Sitzfläche rings um jeden der Durchgänge 24 und 25 gebildet.
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Ein Zapfen 40, der am besten in Fig. 2 zu sehen ist, erstreckt sich
diametral durch den Ring 22 parallel zum Steg 23 in einem kleinen Abstand von letzterem.
Die Enden des Zapfens 40 sind in Löchern 41 des Ringes 22 gelagert. Die äußeren
Enden der Löcher 41 sind mit einem leicht konischen Gewinde versehen, um Gewindezapfen
42 aufzunehmen, die sie abschließen und abdichten.
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Zwei halbkreisförnnige Klappen 50, 51 sind je mit einem Paar von Lagern
52, 53 versehen, durch welche der Zapfen 40 hindurchgeht. Der innere Durchmesser
der Lager ist größer als der Durchmesser des Zapfens, so daß der Lagersitz lose
ist. Die Klappen können somit eine »schwimmende« Schwenkung (d. h. eine Schwenkung
mit zusätzlicher begrenzter Translation) ausführen zwischen einer Schließlage, in
welcher sie an den die Durchgänge 24, 25 umgebenden Sitzflächen anliegen, wie in
Fig.1 in vollen Linien gezeigt ist, und einer Öffnungslage, die gestrichelt dargestellt
ist.
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Gegebenenfalls kann ein Anschlag an einer oder an beiden Klappen vorgesehen
werden, um zu vermeiden, daß dieselben einander längs ihren ganzen benachbarten
Flächen berühren, wenn sie vollständig offen sind; dadurch wird gewährleistet, daß
die Klappen sich bei Umkehrung des Druckes in der Rohrleitung mit Sicherheit wieder
schließen. Die normale Stromrichtung ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 54 angegeben.
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Die Klappen können in Richtung auf ihre Schließlage hin mittels eines
Paares von Torsionsfedem 5'5, 56 vorgespannt werden, welche den Zapfen 40 umgeben
und an ihren Enden mit Schrauben 57 an den Klappen. befestigt sind. Dabei können
die Schraubenköpfe als Anschläge dienen, um ein vollständiges Aneinanderliegen der
Klappen zu vermeiden. Die Torsionsfedern 55, 56 haben einen größeren inneren Durchmesser
als der Zapfen 40, um das »Schwimmen« der Klappen in bezüg auf den Zapfen nicht
zu behindern. Dieses »Schwimmen« gewährleistet ein richtiges Aufliegen der Klappen
auf ihren Sitzen, indem die Klappen sich bewegen können, bis sie in derselben Ebene
liegen wie die Sitze.
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Am Rand jeder Klappe ist dort, wo die Klappe mit dem Sitz zusammenarbeitet,
eine ringförmige Nut 60 von trapezförmigem Querschnitt vorgesehen, in welche eine
Kunstgummidichtung fest eingelassen ist. Die Nutenwände - sind- so abgeschrägt,
daß die Abschrägung zusätzlich ein Festhalten der Dichtung bewirkt. Die Dichtung
wird etwas aus der Nut vorragen, wenn die Klappe offen ist, aber die Nut an ihren
Ecken nicht vollständig ausfüllen, so daß, wenn die Klappe geschlossen ist, die
Dichtung ganz in did Nut hineintreten -kann und dann die Klappe beidseitig der Dichtung
in vollem »Metall-zu-Metall«-Kontakt mit dem betreffenden Sitz ist. Weitere Dichtungsmittel,
die benutzt werden können, sind in Fig. 4 und 5 gezeigt, und zwar in Fig. 4 ein
O-Ring und in Fig. 5 eine einfache »Metall-zu-Metall«-Dichtung.
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Aus Fig.1 ist ersichtlich, daß bei geschlossenen Klappen alle anderen
Teile des Rückschlagventils innerhalb des Innenumfangs und der Stirnflächen des
Ringes 22 liegen, so daß das Ventil montiert und demontiert werden kann, indem man
es seitwärts zwischen den Flanschen 12,13 verschiebt, wenn genügend Schrauben28
entfernt worden sind. Das Ventilgehäuse 21 wird in eingebautem Zustand durch die
Schrauben in konzentrischer Lage zwischen den Flanschen gehalten. Statt eines glatten
zylindrischen Umfanges kann der Ring 22 an seinem Umfang Aussparungen für die Schrauben
28 aufweisen, so daß er zwischen letzteren vorragt, z. B. bis auf den gleichen Durchmesser
wie die Flansche. Wenn erwünscht, kann der Ring auch einen glatten zylindrischen
Umfang von gleichem Durchmesser wie die Flansche besitzen und mit entsprechenden
Schraubenlöchern versehen sein. Die dargestellte Ausführungsform wird jedoch wegen
ihres geringeren Gewichtes und auch wegen ihrer leichteren Montage und Demontage
bevorzugt, indem bei der Montage keine Ausrichtung der Schraubenlöcher erforderlich
ist und weniger Schrauben gelöst werden müssen, um das Ventil von der Rohrleitung
zu demontieren.
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Es ist möglich, Dichtungsringe zwischen den Dichtleisten 18,19 der
Flansche und denjenigen des Ringes 22 vorzusehen, doch dies erschwert etwas die
Montage und Demontage, so daß im allgemeinen ein einfacher Kontakt von Metall auf
Metall bevorzugt wird.
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Es ist aus Fig.1 ersichtlich, daß die Klappen einen etwas kleineren
Radius haben als der Innenraum der Rohrleitung und der Flansche. Dies bezweckt,
ein kleines Spiel zu schaffen für den Fall, daß der Ring 22 nicht ganz genau mit
den Flanschen ausgerichtet ist, was infolge des üblichen Spieles der Schrauben 28
in den Schraubenlöchern der Flansche möglich ist. Die Schulter 33 ragt genügend
weit nach innen vor, um stets eine genügende überlappung der Klappen und Sitze zu
gewährleisten. Die Schulter 33 hat einen dreieckigen Querschnitt, der zusammen mit
dem angenähert dreieckförmigen Querschnitt des Steges 23 eine stromlinienförmige
Begrenzung der Durchgänge 24, 25 für die normale Durchfließrichtung gewährleistet.
Immerhin erfährt der Durchfließquerschnitt innerhalb des Ventils eine kleine Verminderung.
Wenn dies vermieden werden soll, kann die Konstruktion nach Fig. 6 verwendet werden.
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Das Rückschlagventil nach Fig. 6 hat ein Gehäuse 80, das - ähnlich
wie in Fig. 1 - zwischen zwei Flanschen 81, 82 angeordnet ist. Das Gehäuse 80 weist
einen Ring 87 mit einem diametralen Steg 88 und zwei zum Steg 88 parallelen Stegen
83, 84 auf. Die Enden des Ringes 87 haben den gleichen inneren Durchmesser wie die
Flansche, aber der Durchmesser des Ringes nimmt von beiden Enden bis zu einem Durchmesser
zu, der das Anbringen von größeren Klappen 85, 86 gestattet. Die Klappen 85, 86
kommen auf Sitzen zu liegen, die von dem Steg 88 und der ringförmigen Schulter 90
gebildet werden, werden aber zusätzlich durch die Stege 83, 84 abgestützt. Vorzugsweise
besteht das Gehäuse 80 (also Ring 87 mit Stegen 88, 83, 84) aus einem einzigen Gußstück.
Das
Gehäuse 80 ist im Verhältnis zum Durchmesser der Rohrleitung länger als derjenige
der Ausführungsform nach Fig. 1, so daß die Klappen 85, 86 sich nicht nach außen
über das Gehäuse erstrecken, bevor sie nicht etwa die Hälfte ihrer Schwenkbewegung
in Richtung auf ihre Öffnungslage hin ausgeführt haben. Bei der anfänglichen öffnungsbewegung
bewegen sich die Klappen in dem kugelzonenförmig erweiterten Innenraum des Ringes.
Wenn die Klappen aus dem Ring heraustreten, sind sie so weit zusammengekommen, daß
ihre weitere Bewegung durch die Flansche nicht behindert wird.
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Bei der in Fig. 6 gezeigten Gestalt des Gehäuses ist es möglich, den
von den Dichtungssitzen umgebenen Durchgangsquerschnitt gleich groß oder sogar größer
zu machen als den Querschnitt der Rohrleitung. Durch die konische Form des Eintrittsabschnittes
91 wird der Querschnitt rasch erhöht, so daß die von den Stegen 83, 88, 84 herrührende
Querschnittsverminderung kompensiert wird und im wesentlichen keine Erhöhung des
Strömungswiderstandes durch das Ventil bewirkt wird.
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Im übrigen stimmt die Ausführungsform nach Fig. 6 mit derjenigen nach
Fig. 1 überein. Bei der Konstruktion nach Fig. 6 können die zusätzlichen Abstützstege
83, 84 auch weggelassen werden; sie sind hauptsächlich bei hohen Drücken
wertvoll, wobei aber auch zu berücksichtigen ist, daß bei dem »Vollquerschnitt«-Ventil
nach Fig. 6 größere Klappen verwendet werden, die eher einer Abstützung bedürfen
als kleinere Klappen. Das Ventil nach Fig. 1 ist für Drücke bis zu etwa 11,2 kg/cm2
bestimmt. Durch Hinzufügen von zusätzlichen Stegen kann es leicht für den vierfachen
Druck gebaut werden, ohne die Dicke der Klappen zu vergrößern.