DE1201139B

DE1201139B - Ventil aus elastischem Werkstoff mit veraenderlichem Durchflussquerschnitt

Info

Publication number: DE1201139B
Application number: DER28679A
Authority: DE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1955-09-27
Filing date: 1956-09-11
Publication date: 1965-09-16

Description

Ventil aus elastischem Werkstoff mit veränderlichem Durchflußquerschnitt Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einer in einem zylindrischen Gehäuse eingespannten Scheibe aus elastisch verformbarem Werkstoff, die in der Mitte eine Öffnung hat, deren Querschnitt in Abhängigkeit von dem die Scheibe verformenden Druck des Durchflußmediums veränderlich ist und mit einer an der einen Seite der Scheibe anliegenden Stützwand, die eine gleichfalls in der Mitte liegende Durchflußöffnung hat.
Es sind bereits Einrichtungen bekannt, um den in einer Richtung innerhalb einer Leitung fließenden Flüssigkeitsstrom unabhängig vom jeweiligen Druck konstant zu halten. Bei einem dieser Vorschläge weist die Leitung eine Verengung auf. In der übergangsstelle des größeren Rohrquerschnittes in den kleineren entsteht dabei eine entweder radial oder konisch verlaufende Stufe oder Wand, gegen die sich stromaufwärts ein ringförmiges Element aus elastischem Material anlegt. Das ringförmige Element weist eine Durchtrittsöffnung auf, die geringfügig kleiner ist als der Querschnitt des engeren Rohres. Bei einer Zunahme des Druckes im Bereich des weiteren Rohres wird das ringförmige Element elastisch verformt und dadurch der Querschnitt der Durchtrittsöffnung verringert.
Bei einer anderen ähnlichen Einrichtung ist ein elastischer Gummiring mit einer im wesentlichen zylindrischen Durchtrittsöffnung in einem Zwischenstück, das den Übergang des größeren in den kleineren Rohrquerschnitt bildet, eingespannt. Der übergang der Querschnitte im Zwischenstück hat die Form einer trichterförmigen Verengung. Bei ansteigendem Druck wird der mittlere Teil des Gummiringes in die konische Öffnung gepreßt, wodurch sich sein Durchtrittsquerschnitt ebenfalls konisch verändert, d. h. an einem Ende erweitert und am anderen Ende verengt, wobei die Verengung für die Steuerwirkung des Gummiringes maßgebend ist. Die vorbeschriebenen Einrichtungen sind in der Herstellung einfach und billig, gestatten aber nur die Regelung der Durchflußmenge in einer Strömungsrichtung, wobei bei zunehmendem Druck immer eine Abnahme des Durchlaufquerschnittes erfolgt.
Ein ebenfalls bekanntes Sicherheitsventil für hochgespannte Gase verwendet ein eingespanntes Gummiplättchen mit einem Stichloch, das sich bei Überdruck in einer Durchflußrichtung gegen eine querschnittsverengende Schulter anlegt und den Durchfluß sperrt, während bei Überdruck in der Gegenrichtung die Aufweitung des Loches den Austritt des Mediums gestattet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, das einen Durchflußquerschnitt in Abhängigkeit vom Druck des Durchflußmediums selbsttätig entweder schließt oder von einem Kleinstbis zum einem Größtwert öffnet und das außerdem zur Vermeidung von Korrosion keine beweglichen Metallteile wie Federn od. dgl. enthält und das im Aufbau wie im Betrieb einfach und wirtschaftlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der der Stützwand entgegengesetzten Seite der Scheibe ein die Öffnung umgebender Wulst vorgesehen und die Öffnung so gestaltet ist, daß sie in drucklosem Zustand einen Mindestdurchflußquerschnitt hat und sich die Durchflußöffnung in der Stützwand zur Scheibe hin kegelig erweitert.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind beiderseits der Scheibe Stützwände vorgesehen, die kegelig ausgebildete Durchflußöffnungen aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, die Größe der Durchtrittsöffnung je nach der Strömungsrichtung des Mediums zu variieren.
Mit den vorbekannten Ventilen hat der Gegenstand der Erfindung die einfache Ausführungsform und sichere Wirkungsweise gemeinsam, er unterscheidet sich jedoch von ihnen durch die vielseitige Anwendungsmöglichkeit. Das erfindungsgemäße Ventil gestattet nicht nur die automatische Aufrechterhaltung einer Durchflußmenge in einer Strömungsrichtung oder den Durchfluß eines Mediums in einer Richtung der in der Gegenrichtung verhindert wird, sondern beispielsweise in der einen Richtung bei geringem Druck den Durchfluß einer geringen Menge des Mediums, der bei wachsendem Druck unterbunden wird und in der Gegenrichtung den Durchfluß einer mit zunehmendem Druck bis zu einem Maximum zunehmenden Menge des Mediums.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einiger Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Ventil mit einem geringen Durchflußquerschnitt bei Einwirkung eines die Scheibe nicht verformenden Druckes in Richtung der Stützwände, F i g. 2 das Ventil nach F i g. 1 in der durch Druckanstieg verursachten Schließstellung, F i g. 3 eine Abwandlung des Ventils mit in zwei Durchflußrichtungen verschieden großen öffnungsquerschnitten und F i g. 4 ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Ventils mit mehreren Durchtrittsöffnungen. Gemäß den F i g. 1 und 2 ist eine Stützwand 1 und eine Scheibe 2 aus elastisch verformbarem Material in eine Rohrleitung 3 eingebaut. Die Stützwand 1 weist eine bei 4 kegelig erweiterte Durchflußöffnung 5 auf. Die F i g. 1 zeigt das Ventil in praktisch drucklosem Zustand, d. h., ein in Richtung auf die Stützwand 1 fließendes Medium übt auf die Scheibe 21 höchstens einen so geringen Druck aus, daß dieser keine elastische Verformung der Scheibe bewirkt.
In diesem Zustand ist eine Öffnung 6 mit einem Mindestdurchflußquerschnitt in der Scheibe 2 geöffnet und gestattet den Durchtritt einer geringen Menge des Mediums. Steigt der Druck auf der der Stützwand 1 abgekehrten Seite 7 über ein durch die Elastizität und Formgebung der Scheibe 2 gegebenes Grenzmaß an, so wird diese elastisch verformt, wobei sich ein eine Aufweitung 8 aufweisender, die Öffnung 6 umgebender Wulst 9 bis zum Erreichen eines vorbestimmten Druckes allmählich schließt (F i g. 2), wodurch der Durchtritt des Mediums in Richtung auf die Stützwand 1 verhindert wird.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 trägt die Scheibe 2 auf beiden Seiten die Öffnung 10 umgebende Wülste 11 und 12. Außerdem sind beiderseits der Scheibe Stützwände 13 und 14 mit zur Scheibe hin kegelig erweiterten Durchflußöffnungen 15 und 16 vorgesehen. Dabei hat die Durchflußöffnung 15 einen größeren Querschnitt als die Durchflußöffnung 16. Bei dieser Anordnung ist das Ventil bei Druckgleichheit beiderseits der Scheibe 2 geschlossen, während es sich bei zunehmendem überdruck auf einer der beiden Seiten bis zu einem durch die Größe der Durchflußöffnung 15 bzw. 16 auf der Gegenseite gegebenen Querschnitt öffnet.
Selbstverständlich läßt sich diese Ausführungsform auch mit der nach F i g. 1 und 2 kombinieren, so daß bei Gleichdruck ein geringer Durchflußquerschnitt geöffnet ist, der sich bei Druckzunahme in einer Richtung schließt, während er sich bei überdruck in der Gegenrichtung bis zu einem Maximum erweitert. Die Kennlinien der Ventile hängen von der baulichen Ausführung, wie Profil, Dicke, Durchmesser der Öffnung usw. ab. Das gleiche gilt für die Beschaffenheit oder Qualität der Scheiben, die notwendigerweise elastisch sind und aus gußfähigem oder plastischem Werkstoff bestehen. Auch der Einbau muß dem Verwendungszweck entsprechen: Flache oder hohle Scheiben mit einer mittleren öffnung von mehr oder weniger großem Durchmesser und bzw. oder mehr oder weniger großer Konizität.
Natürlich kann ein Ventil nach der Erfindung jede beliebige Anzahl von Durchtrittsöffnungen aufweisen. In F i g. 4 ist eine Scheibe dargestellt, die mehrere Öffnungen 17 aufweist.

Claims

Patentansprüche: 1. Ventil mit einer in einem zylindrischen Gehäuse eingespannten Scheibe aus elastisch verformbarem Werkstoff, die in der Mitte eine öffnung hat, deren Querschnitt in Abhängigkeit von dem die Scheibe verformenden Druck des Durchflußmediums veränderlich ist und mit einer an der einen Seite der Scheibe anliegenden Stützwand, die eine gleichfalls in der Mitte liegende Durchflußöffnung hat, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß auf der der Stützwand (1) entgegengesetzten Seite der Scheibe (2) ein die öffnung (6) umgebender Wulst (9) vorgesehen ist, die Öffnung so gestaltet ist, daß sie in drucklosem Zustand einen Mindestdurchflußquerschnitt hat und daß sich die Durchflußöffnung in der Stützwand zur Scheibe hin kegelig erweitert.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) auf beiden Seiten die Öffnung (10) umgebende Wülste (11, 12) trägt und daß zwei an beiden Seiten der Scheibe anliegende Stützwände (13, 14) mit in der Achse der Öffnung liegenden und zur Scheibe hin kegelig erweiterten Durchflußöffnungen (15, 16) vorgesehen sind.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in der Scheibe (2) in drucklosem Zustand geschlossen ist und die kegeligen Erweiterungen der Stützwände (13, 14) verschieden groß ausgeführt sind.
4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (10) in der Scheibe (2) in unbelastetem Zustand geringfügig geöffnet ist und daß die Stützwände (13, 14) und die Wülste (11, 12) so bemessen sind, daß die Öffnung bei Auftreten eines überdruckes auf einer Seite der Scheibe erweitert wird, während sie bei Auftreten eines überdruckes auf der Gegenseite verschlossen wird.
5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (6, 10) in Richtung der Außenseite des Wulstes oder der Wülste (9, 11, 12) eine Aufweitung (8) aufweist.
6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) mehrere Öffnungen (17) aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 60 457; britische Patentschrift Nr. 643 262; USA.-Patentschriften Nr. 1428 399, 1923 501, 2 568 519, 2 644 663, 2 646 063.