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Rückschlagklappe Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit im
Ventilgehäuse gelagertem, klapperförmigem Verschlußstück mit nach außendurchgeführter
Antriebswelle und mit einem im Verschlußstück vorgesehenen, durch die hohle Lagerung
des Verschlußstückes von außen betätigbaren weiteren Ventil.
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Ein solchermaßen aufgebautes Ventil soll als Rückschlagklappe .in
längeren Druckleitungen größerer Nennweite hinter Kreiselpumpen verwendet werden.
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Rückschlagarmaturen haben die Aufgabe, bei Unterbrechung des durch
die Rohrleitung geführten Förderstromes mit Abnahme der Durchflußgeschwindigkeit
:die Rohrleitung abzuschließen und einett Rückstrom zu verhindern. Erfolgt die Geschwindigkeitsänderung
in :einem Rohr in sehr kurzer Zeit - etwa durch Abschalten oder Ausfall der fördernden
Pumpe bei relativ langer Rohrleitung - so entstehen durch einen Schwingungsvorgang
in :der :durch die Rückschlagarmatur geschlossenen Rohrleitung für die Anlage gefährliche
Druckstöße sowohl im überdruck- wie auch im Unterdruckgebiet. Besteht von der Anlage
her die Gefahr einer Druckstoßbldung, so sind die gebräuchlichen selbsttätigen Rückschlagarmaturen
nicht geeignet.
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Um diesen Druckschwankungen zu begegnen, verwendet man Druckausgleichsvorrichtungen.
Gebräuchlich sind als Druckschwankungssichenungen 1. gesteuerte Rückschiagorgane,
die einem. vorbestimmten Schließgesetz folgen, 2. .auf die Druckleitung aufgesetzte
Standrohre, 3. dem Rückschlagorgan nebengeschaltete Windkessel, 4. Nachsaugeleitungen,
5. dem Rückschlagorgan parallel geschaltete Bypaßleitungen.
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Die Nachteile der beschriebenen Druckschwankungssicherungen liegen
in folgendem: Zu 1. Gebremste Rückschlagarmaturen erfordern mit Rücksicht auf :die
bei Abbau der Druckspitzen durch die erforderliche, zeitlich begrenzte kückströmung
auftretenden Schließkräfte aufwendige Bremseinrichtungen. Gesteuerte Rückschlagarmaturen
erfordern von der Armatur unabhängige Gebereinrichtungen, um den Schließvorgang
auszulösen.
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Zu 2. Das Standrohr muß in seiner Höhe nach dem maximalen Druckstoß
gewählt werden.
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Zu 3. Der nebengeschaltete Windkessel ist teuer und beansprucht einen
erheblichen Platz.
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Zu 4. Die Nachsaugeleitung muß von einem Nachsaugebehälter (z. B.
Saugkammer) zur Druckleitung geführt werden. Zu 5. Die Bypaßleitung beansprucht
zusätzlichen Raum.
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Als Absperrvorrichtung vorgesehene Klappenventile der eingangs geschilderten
Art werden bereits mit eingebauter, durch eine kleine Drehklappe gesteuerte Hilfsöffnung
zur Anfahrerleichterimg im Pumpenbetrieb verwendet. Dieses Prinzip, die Kombination
Klappe-Klappe, ist zur- Anwendung auf eine Rückschlagklappe zur Erreichung des durch
die Erfindung beabsichtigtem Effektes ungeeignet. Es wäre hier nur mit einem größerem
kinematischen Aufwand möglich, unabhängig von der Drehung der Hauptklappe eine Relativdrehung
der. Hilfsklappe um einen bestimmten Winkel zu erreichen. Würde dieses betriebssicher
gelingen, ergibt sich der Nachteil, daß im Teillastbereich (bei halbgeöffneter Hauptklappe)
die Hilfsklappe in die Strömung ragen und dadurch die Durchflußwiderstände vergrößern
würde. Die zur Abdichtung der Armatur notwendige Dichtpressung der Hilfsklappe in
der Hauptklappe verhindert die für ein Rückschlagongan erforderliche Leichtgängigkeit.
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Es ist noch eine Rückschlagklappe bekannt, die mit Hilfe einer Umschaltvorrichtung
wahlweise auch von Hand betätigt werden kann, doch ist dort beim Betrieb als Rückachlagklappe
ein steuernder Einfluß von außen nicht möglich.
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Schließlich ist noch eine weitere Absperrvorrichtung bekannt, beider
im Inneren des Venschlußstückes ein Hilfsventi vorgesehen isst, dessen VerschluBstück
als von außen betätigbarer Schieber ausgebildet ist. Diese bekannte Absperrvorrichtung
ist jedoch ein Hahn mit einem Küken als Hauptventilverschlußstück. Die Kombination
eines Hahnes mit einem eingebauten Regulierschieber zur Einstellung eines bestimmten
Durchflusses ist ebenfalls zur Verwendung als Rückschlagorgan mit Druckstoßsicherung
nicht einsetzbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, schädliche
Druckstöße und Schwingungen iri einer längeren Rohrleitung zur Förderung einer Flüssigkeit
unter Druck beim plötzlichen Schließen eines nach der Förderpumpe einsgebauten Rückschlagventils
nach Umkehr der Strömungsrichtung zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird .nach der Erfindung durch die gleichzeitige Anwendung
folgender Merkmale gelöst: a) Das Hauptventilverschlußstück dient als Rückschlagklappe;
b) .das innenliegende Ventil ist als Schieber ausgebildet.
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Die Druckstoßdämpfung wird bei dem Ventil nach der Erfindung dadurch
erreicht, daß nach selbsttätigem Schließen des Klapperkörpers noch ein vorbestimmter
Rückstrom durch das offene Hilfsventil auftreten kann. Nach Schließen der Klappe
erfolgt in der zweiten Phase ein gesteuertes Schließen dieser Hilfsöffnung.
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Der Antrieb des Schiebers kann erfolgen durch a) Antrieb durch ein
Handrad, b) Antrieb durch einen Fallgewichtsantrieb, c) Antrieb durch einen Elektromotor,
,d) Antrieb durch einen Elektromagneten, e) Antrieb hydraulisch durch ein Öldrucksystem,
f) Antrieb hydraulisch durch den Druck des Fördermediums, g) Antrieb pneumatisch.
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Der Antrieb kann nach den Erfordernissen gesteuert werden.
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Durch die gewählte Kombination Klappe-Schieber werden :die obergenannten
Schwierigkeiten vermieden. Der Hilfsschieber ist vollständig indem drehenden System
eingebaut und becinflußt die Durchflußströmung in keiner Weise, wobei es hier völlig
gleichgültig ist, in welcher Öffnungsposition der Schieber steht. Durch die Anordnung
des Schiebers im drehenden System kann der Antrieb desselben in jeder herkömmlichen
Weise erfolgen. Ein Ausgleichsgetriebe ist dabei nicht erforderlich. Durch diese
Kombination wird außerdem die für eine Rückschlegklappe erforderliche Leichtgängigkeit
zum verzögerungsfreien Öffnen und Schließen der eigentlichen Klappe in keiner Weise
beeinträchtigt. An dem der Antriebs-Seite entgegengesetzten Klappen-Wellenende kann
ein Gegengewicht bzw. eine Bremseinrichtung angebaut werden. Die erfindungsgemäße
Ausführung einer Armatur bietet weitere Vorteile: 1. Starterleichterung und Mindestmengenschutz
bei Pumpen mit hoher Leistungsaufnahme bei Null-Förderstrom; Vermeidung von, mechanischer
Aufheizung des Fördermediums; II. Auffüllen der Pumpe von der Druckleitung her,
z. B. bei undichtem Fußvantil; IH. Entleerung der Druckleitung; IV. Verringerung
der Durchflußverluste bei kleinen Förderströmen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der schematischen
Zeichnung beschrieben. Die Positionen sind: 1. Verschlußstück der Rück Schlagklappe,
2. im Verschlußstück eingebauter Schieber.
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Durch ein Handrad wird die gegen den F@örderdruck abgedichtete Spindel
betätigt. Die Spindel ist auf der einen Seite durch die in dem Klappergehäuse gelagerte
hohlgebohrte Klapperachse der Klappe (1) herausgeführt. Durch die Spindel erfolgt
die Betätigung des in der Klappe eingebauten Schiebers (2). Auf dem freien Ende
der Klapperachse ist das für das Schließmoment der Klappe erforderliche Gegengewicht
mit einem Hebelarm angebracht.