DE1167612B

DE1167612B - Check valve, especially for high pressure lines

Info

Publication number: DE1167612B
Application number: DEH35719A
Authority: DE
Inventors: Gilmer F Horton
Original assignee: GILMER F HORTON
Current assignee: GILMER F HORTON
Priority date: 1959-02-25
Filing date: 1959-02-25
Publication date: 1964-04-09

Description

Rückschlagventil, insbesondere für Hochdruckleitungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil, insbesondere für Hochdruckleitungen, mit einem in einem zylindrischen Ventilgehäuse axial verschiebbaren Ventilverschlußstück, das zur doppelten Lagerung im Ventilgähläuse mit einem stufenfönnig abgesetzten zylindrischen Schaft einstückig verbunden ist und mit einer zwischen den beiden Lagerstellen und außerhalb der Strömungskanäle gelegenen Schließfeder.Check valve, especially for high pressure lines The invention refers to a check valve, especially for high pressure lines with a valve closure piece axially displaceable in a cylindrical valve housing, that for double storage in the valve housing with a stepped offset cylindrical shaft is integrally connected and with one between the two Bearing points and closing springs located outside the flow channels.

Es ist ein für hohe Drücke bestimmtes Rückschlagventil bekannt, dessen das eigentliche Verschlußstück tragender beweglicher Einsatz aus einer Reihe loser Teile zusammengesetzt ist, die in ihrer relativen Lage zueinander lediglich durch eine Feder kraftschlüssig gehalten werden. Tritt ein Bruch dieser Feder ein, dann fallen die einzelnen Teile des Einsatzes auseinander. Bei diesem Rückschlagventil muß das strömende Medium beim Hindurchgang durch das Ventil zwei Richtungswechsel von je etwa 45' ausführen, um das Verschlußstück zu umströmen, und danach ist ein nochmaliger Richtungswechsel von etwa 451 erforderlich, wenn das Medium in den Auslaßkanal einströmt. Die Führung des Einsatzes ist auf eine einzelne zylindrische Fläche des einen derjenigen Teile beschränkt, aus denen der Einsatz zusammengefügt ist. Es ist somit die Zentrierung des Verschlußstücks schlecht, und es besteht die Gefahr, daß das Verschlußstück beim Schließvorgang nicht genau auf den Ventilsitz aufsetzt. Dieses bekannte Rückschlagventil weist daher die obengenannten Erfordernisse für ein für Hochdruckleitungen von Schiffen, Flugzeugen od. dgl. bestimmtes Rückschlagventil nicht auf.A non-return valve intended for high pressures is known, the movable insert of which carrying the actual closure piece is composed of a number of loose parts which are held in their relative position to one another in a force-locking manner only by a spring. If this spring breaks, the individual parts of the insert fall apart. With this check valve, the flowing medium has to change direction of about 45 'each when passing through the valve in order to flow around the stopper, and then another change of direction of about 451 is necessary when the medium flows into the outlet channel. The guidance of the insert is limited to a single cylindrical surface of one of those parts from which the insert is assembled. The centering of the closure piece is therefore poor, and there is a risk that the closure piece will not sit precisely on the valve seat during the closing process. This known check valve therefore does not have the above-mentioned requirements for a check valve intended for high-pressure lines on ships, aircraft or the like.

Bei einem weiteren bekannten Rückschlagventil arbeitet der halbkugelförmige Topf eines kolbenförniigen Verschlußstückes mit einem kantenartigen Ventilsitz zusammen, während die Abdichtung von einem durch eine besondere Scheibe getragenen Gummiring bewirkt wird. Die zum zentralen Kanal im Verschlußstück führenden Bohrungen setzen erst hinter dem halbkugelförmigen Kopf an; diese Querbohrungen stehen steil zur Längsmittelachse des Verschlußstückes, so daß die Konturen ihres Anfangs und ihres Endes im wesentlichen im gleichen axialen Höhenbereich liegen. Das Verschlußstück hat nur eine einzige zylindrische Führung. Die Schließfeder befindet sich unmittelbar im Strömungsbereich des Auslaßendes des Ventilgehäuses. Dieses Rückschlagventil hat zwar einen strömungstechnisch günstigen Zugang des Arbeitsmittels bis zum halbkugelförmigen Kopf des Verschlußstückes, jedoch findet danach eine Umlenkung des strömenden Mediums um eine scharfe Kante statt, bevor das Medium in die Querbohrung gelangen kann. Danach ist eine nochmalige Umlenkung von etwa 45' erforderlich, damit das Medium in die zentrale axiale Bohrung des Ventilverschlußstückes gelangen kann. Das Ausströmen des Arbeitsmittels ist durch die Schließfeder behindert, die einen Strömungswiderstand hervorruft, bevor das somit stark wirbelnde Medium abfließen kann. Die Führungsfläche des Verschlußstückes ist wiederum zu gering, um eine sichere Zentrierung desselben zu gewährleisten. Die Schließfeder umschließt zwar den Schaft des Verschlußstückes, verhältnismäßig eng, je- doch kann dadurch eine zusätzliche zentrierende Führung desselben nicht erreicht werden, vielmehr kann sich das Schaftende des Verschlußstückes in der Schließfeder verfangen, wenn sich die Feder durchbiegt oder verdreht. Dies bedeutet eine Quelle vorzeitiger Zerstörung der Feder. Gelangen Teile der gebrochenen Feder mit der Strömung in dahinterliegende Maschinen, dann können durch Zerstörung derselben große Schäden entstehen.In a further known check valve, the hemispherical pot of a piston-shaped closure piece works together with an edge-like valve seat, while the seal is effected by a rubber ring carried by a special disk. The holes leading to the central channel in the closure piece begin only behind the hemispherical head; these transverse bores are steeply to the longitudinal center axis of the closure piece, so that the contours of their beginning and end are essentially in the same axial height range. The closure piece has only a single cylindrical guide. The closing spring is located directly in the flow area of the outlet end of the valve housing. Although this check valve has a fluidically favorable access of the working medium to the hemispherical head of the closure piece, the flowing medium is then deflected around a sharp edge before the medium can get into the transverse bore. Then another deflection of about 45 'is necessary so that the medium can get into the central axial bore of the valve closure piece. The flow of the working medium is hindered by the closing spring, which creates a flow resistance before the strongly swirling medium can flow away. The guide surface of the closure piece is again too small to ensure reliable centering of the same. Although the closing spring surrounds the shaft of the locking piece relatively tightly, it cannot provide additional centering guidance of the locking piece, rather the end of the shaft of the locking piece can get caught in the locking spring if the spring bends or twists. This is a source of premature spring destruction. If parts of the broken spring get into the machinery behind with the flow, great damage can be caused by the destruction of the same.

Um den Erfordernissen, vorzugsweise in empfindlichen hydraulischen Hochdrucklagen z. B. bei Schiffen oder Flugzeugen, zu entsprechen, soll durch die Erfindung ein Rückschlagventil der eingangs genannten A-rt geschaffen werden, das zugleich eine Reihe von Eigenschaften aufweist, wie solide Konstruktion, gute Strömungsverhältnisse, Einteiligkeit des Ventilkörpers, zuverlässige Führung des axial verschiebbaren Ventilkörpers sowie Sicherheit gegen Mitführung von Bruchstücken schadhaft gewordener Konstraktionseleinente. Die Brauchbarkeit des Rückschlagventils für Hochdruckanlagen wird durch das. gleichzeitige Vorhandensein vorstehender Eigenschaften maßgeblich bestimmt. Die vorstehend geschilderte Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Anordnung eines mit einem entsprechend geformten Ventilsitz zusammenwirkenden halbkugelförmigen Verchlußstückes, das von einer Anzahl gegen die Längsmittelachse des Schaftes gerichteter Bohrlöcher umgeben ist, die sich im Schaft zu einer zentralen Bohrung größeren Durchmessers vereinigen, die geneigten Bohrlöcher unmittelbar von der Peripherie des halbkugelförmigen Verschlußstückes ausgehen und mit der Mittelachse des Schaftes einen spitzen Win-kel einschließen und daß der rückwärtige Führungsteil des Schaftes achsparallele, vorzugsweise durch Längsrippen des Führungsteiles gebildete Kanäle aufweist, die den Federraum mit dem Innenraum des Gehäuseauslaßteiles verbinden.In order to meet the requirements, preferably in sensitive hydraulic high-pressure situations such. B. in ships or airplanes, the invention is intended to create a check valve of the type mentioned at the beginning, which at the same time has a number of properties, such as solid construction, good flow conditions, one-piece design of the valve body, reliable guidance of the axially displaceable valve body as well as security against carrying fragments of defective contraction elements. The usefulness of the check valve for high-pressure systems is largely determined by the simultaneous presence of the above properties. The above-described object is achieved according to the invention in that, when a hemispherical closure piece is arranged, which cooperates with a correspondingly shaped valve seat and is surrounded by a number of boreholes directed towards the longitudinal center axis of the shaft, which unite in the shaft to form a central bore of larger diameter, the inclined holes directly emanating from the periphery of the hemispherical closure member and enclose with the center axis of the shaft an acute angle, and degree that the rear guide portion parallel to the axis of the shaft, having channels, preferably formed by longitudinal ribs of the guide member connecting the spring chamber with the interior of Gehäuseauslaßteiles .

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es stellt dar Fig. 1 die Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, F i g. 2 einen axialen Längsschnitt durch das Rückschlagventil nach F i g. 1 bei Schließstellung, F i g. 3 eine Ansicht ähnlich F i g. 2, jedoch bei geöffneter Stellung, F i g. 4 einen Querschnitt gemäß Linie 4-4 nach F i g. 3, F i g. 5 einen Querschnitt gemäß Linie 5-5 nach Fig. 3 und Fig. 6 eine Stirnansicht auf das Ventilverschlußstück nach F i g. 2 und 3. The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example. It shows FIG. 1 the side view of an embodiment of the invention, FIG. 2 shows an axial longitudinal section through the check valve according to FIG. 1 in the closed position, FIG . 3 is a view similar to FIG. 2, but in the open position, FIG. 4 shows a cross section according to line 4-4 according to FIG . 3, fig. 5 shows a cross section along line 5-5 according to FIG. 3 and FIG. 6 shows an end view of the valve closure piece according to FIG. 2 and 3.

In den einzelnen Figuren der Zeichnung haben einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen. Das Ventilgehäuse 10 hat die Gestalt eines länglichen Zylinders, der an seinem einen Ende mit einem Ring12 versehen ist, dessen Umfang polygonale Gestalt hat, um den Ring mit einem Schraubenschlüssel od. dgl. gut fassen zu können. Die innere Wandung des Ringes 12 ist mit einem Schraubengewinde versehen, welches die ebenfalls mit Schraubengewinde ausgerüstete Büchse14 aufnimmt, die einen zentralen Durchgang15 aufweist. Die mit Innengewinde versehene Büchse14 besitzt ebenfalls einen mit polygonalem Umfang versehenen Ring 16. Am gegenüberliegenden Ende geht das Ventilgehäuse in einen Gehäuseauslaßteil 18 mit gegenüber dem Hauptteil 10 geringerem Durchmesser über. An seinem dem Hauptteil 10 des Gehäuses entfernt liegenden Ende ist der Gehäuseauslaßteil 18 bei 20 eingeschnürt und mit einem engen Durchgangsteil 22 versehen. Der Durchgangsteil 22 geht in den mit Innengewinde versehenen und mit polygonalem Umfang ausgerüsteten Nippel 24 über, der in die Leitungen eines Strömungssystems eingeschraubt werden kann.In the individual figures of the drawing, parts that correspond to one another have the same reference symbols. The valve housing 10 has the shape of an elongated cylinder which is provided at one end with a ring 12, the circumference of which has a polygonal shape in order to be able to grasp the ring with a wrench or the like. The inner wall of the ring 12 is provided with a screw thread which receives the bushing 14, which is also equipped with a screw thread and has a central passage 15. The internally threaded bush 14 also has a ring 16 provided with a polygonal circumference. At the opposite end, the valve housing merges into a housing outlet part 18 with a smaller diameter than the main part 10. At its end remote from the main part 10 of the housing, the housing outlet part 18 is constricted at 20 and provided with a narrow passage part 22. The passage part 22 merges into the nipple 24 provided with an internal thread and equipped with a polygonal circumference, which nipple can be screwed into the lines of a flow system.

Die Büchse 14, die mittels ihres Innengewindes ebenfalls mit einer Flüssigkeitsleitung verbunden werden kann, hat einen Ventilsitz 26 mit halbkugelartiger konkaver Stirnfläche, die mit dem halbkugelförmigen Verschlußstück 38 des Schaftes 28 zusammenwirkt. Mit Hilfe des Schraubengewindes der Büchse 14 kann der Ventilsitz 26 innerhalb des Gehäuses 10 in axialer Richtung verstellt und eingestellt werden.The sleeve 14, which can also be connected to a liquid line by means of its internal thread, has a valve seat 26 with a hemispherical concave end face which cooperates with the hemispherical closure piece 38 of the shaft 28 . With the help of the screw thread of the sleeve 14, the valve seat 26 can be adjusted and adjusted within the housing 10 in the axial direction.

Der Schaft 28 besteht aus einem zylindrischen Körper 30, an den sich der rückwärtige Führungsteil 32 anschließt. Die Bohrlöcher 34 haben Eintrittsöffnungen, die am Stirnende des Körpers 30 auf einem Kreisumfang angeordnet sind; diese Bohrlöcher sind nach einwärts konisch auf eine zentrale Stelle hin gerichtet. die in die zentrale Bohrung 36 des rückwärtigen Führungsteiles 32 übergeht, wie sich dies am besten aus den F i g. 2 und 3 ergibt. Die auf einem Kreisumfang angeordneten Eintrittsöffnungen an der Stirnseite des Körpers 30 umschließen das halbkugelförmige Verschlußstück 38. Das halbkugelförmige Verschlußstück 38 legt sich auf den Ventilsitz 26, wenn das Ventil geschlossen ist.The shaft 28 consists of a cylindrical body 30 to which the rear guide part 32 is connected. The boreholes 34 have inlet openings which are arranged at the front end of the body 30 on a circumference; these boreholes are tapered inwardly towards a central point. which merges into the central bore 36 of the rear guide part 32 , as can best be seen from FIGS. 2 and 3 results. The inlet openings arranged on a circumference on the end face of the body 30 enclose the hemispherical closure piece 38. The hemispherical closure piece 38 rests on the valve seat 26 when the valve is closed.

Am hinteren Ende des Schaftes 28 ist der rückwärtige Führungsteil 32 mit über den Zylinderumfang verteilten Längsrippen 40 versehen, die sich in radia-]er Richtung über die äußere Wandung des Teiles 32 erheben. Die Längsrippen 40 können an der inneren Wandung des Gehäuseausteiles 18 gleiten. Zwischen einer ringförmigen Abdrehung des Schaftes 28 und der Ringfläche 42, die zwischei den Gehäuseteilen 10 und 18 liegt, ist eine Schraubenfeder 44 angeordnet, die den rückwärtigen Führungsteil 32 umschließt und sich in einem ringförmig gestalteten Federraum 46 befindet.At the rear end of the shaft 28 , the rear guide part 32 is provided with longitudinal ribs 40 which are distributed over the circumference of the cylinder and which rise in a radial direction above the outer wall of the part 32 . The longitudinal ribs 40 can slide on the inner wall of the housing part 18. A helical spring 44 is arranged between an annular twist of the shaft 28 and the annular surface 42, which lies between the housing parts 10 and 18 , which surrounds the rear guide part 32 and is located in an annular spring space 46.

Wenn im Betrieb Flüssigkeit unter Druck durch den Kanal 15 einströmt, stößt sie gegen das halbkugelförmige Verschlußstück 38 und bewegt den Schaft 28 vom Ventilsitz 26 weg. Die Flüssigkeit strömt dann um das Verschlußstück 38 herum und dann weiter durch die Bohrlöcher 34. Die verhältnismäßig langen und engen Bohrlöcher 34 ergeben eine Geschwindigkeitssteigerung der hindurchströmenden Flüssigkeit. Die getrennten Durchflüsse vereinigen sich dann und bilden einen einzigen gemeinsamen Strom durch die zentrale Bohrung 36 des rückwärtigen Führungsteiles 32. Die hohe Geschwindigkeit des aus der zentralen Bohrung 36 austretenden Flüssigkeitsstromes erzeugt im Bereiche des Gehäuseauslaßteiles 18 bis zur Einschnürung 20 um den Strom herum die Ausbildung eines partiellen Vakuums. Dieses partielle Vakuum veranlaßt die Flüssigkeit, die sich in dem Federraum 46 angesammelt hat, zum Abfließen durch die Kanäl zwischen den Längsrippen 40. Dieses Abfließen der Flüssigkeit aus dem Federraum 46 unterstützt die öffnungsbewegung des Ventils. Wenn andererseits der Flüssigkeitsstrom in entgegengesetzter Richtung verläuft, dann strömt die Flüssigkeit durch die zwischen den Längsrippen 40 vorhandenen Kanäle und stößt gegen die rückseitige Stirnfläche des Körpers 30 und unterstützt damit die Feder 44 bei der Ausführung der Schließbewegung des Schaftes 28 in Richtung gegen den Ventilsitz 26. Die stromlinienförmigen Konturen der Teile und die Anwendung des Ringraumes 46, welche die Bewegung des Ventils in beiden Richtungen unterstützen, ergeben ein exaktes Arbeiten des Rückschlagventils, insbesondere bei dessen Anwendung in hydraulischen oder pneumatischen Hochdruckleitungen, wie diese vorzugsweise bei Schiffen und Luftfahrzeugen Anwendung finden.If, during operation, liquid flows under pressure through the channel 15 , it strikes the hemispherical closure piece 38 and moves the stem 28 away from the valve seat 26. The liquid then flows around the closure piece 38 and then further through the boreholes 34. The relatively long and narrow boreholes 34 result in an increase in the speed of the liquid flowing through. The separate flows then combine and form a single common flow through the central bore 36 of the rear guide part 32. The high speed of the liquid flow emerging from the central bore 36 produces a flow in the area of the housing outlet part 18 up to the constriction 20 around the flow partial vacuum. This partial vacuum causes the liquid that has collected in the spring chamber 46 to flow out through the channels between the longitudinal ribs 40. This flow of the liquid out of the spring chamber 46 supports the opening movement of the valve. If, on the other hand, the flow of liquid runs in the opposite direction, then the liquid flows through the channels between the longitudinal ribs 40 and strikes the rear face of the body 30 and thus supports the spring 44 in executing the closing movement of the shaft 28 in the direction towards the valve seat 26 . the streamlined contours of the parts and the application of the annular space 46, which support the movement of the valve in both directions, give an accurate working of the check valve, particularly in its application in hydraulic or pneumatic high-pressure pipes such as these are preferably in vessels and aircraft application.

Claims

Patent claim: Check valve, in particular for high pressure lines, with a valve closure piece axially displaceable in a cylindrical valve housing, that for double bearing in the valve housing is integrally connected with a stepped cylindrical shaft and with a closing spring located between the two bearing points and outside the flow channels, characterized in that, that with the arrangement of a hemispherical closure piece (38) which cooperates with a correspondingly shaped valve seat (26) and which is surrounded by a number of boreholes (34) directed towards the longitudinal center axis of the shaft (28) , which in the shaft become a central bore (36) unite larger diameter, the inclined drill holes (34) start directly from the periphery of the hemispherical closure piece and enclose an acute angle with the central axis of the shaft and that the rear guide part (32) of the shaft is axially parallel, preferably e has channels formed by longitudinal ribs (40) of the guide part which connect the spring chamber (46) to the interior of the housing outlet part (18) . Contemplated publications: USA. Patents No. 1443675, 1807 586, 2670922, 2673062, 2675021..