DE1475998C - Ruckschlagventil mit einer Schlauch membran - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil zur. Anordnung in einer Rohrleitung, mit einem axial in der Leitung befestigten, strömungsgünstig ausgebildeten, mit einer Spitze gegen den Fludstrom gerichteten Einsatzkörper und mit einer ebenfalls axial angeordneten, eine schlauchförmige · Wandung aufweisenden Membran aus elastischem Werkstoff, die in der Schließstellung des Ventils auf Grund ihres werkstoffbedingten Rückstellbestrebens mit ihrer einen Fläche an einer Gegenfläche des Einsatzkörpers dichtend und einen Rückstrom des Fludes .verhindernd anliegt und vom vorwärts strömenden Flud von der Gegenfläche abgehoben wird.

Ein Rückschlagventil dieser Gattung ist bereits bekannt. Es ist an einer erweiterten Stelle der Rohrleitung angeordnet und besitzt einen .Einsatzkörper, der an seinem in die Strömungsrichtung zeigenden Ende hülsenförmig ausgebildet ist. Die Wand der Hülse weist Durchbrechungen auf, deren innere Öffnungen von der Manschette abgedeckt werden. Die Manschette ist im ganzen topfförmig und liegt in ihrer Schließstellung mit dem freien Ende ihrer ringförmigen Wandung an der Innenseite der Hülse an. Während des normalen Betriebs strömt das Flud von der Spitze des Einsatzkörpers zu den öffnungen im hülsenförmigen Teil, tritt ■ durch diese hindurch, drückt die Manschettenwandung ein und verläßt den Einsatzkörper. Im Falle eines Rückstromes wird die Manschette durch das Flud von innen gegen die Hülsenwand gepreßt, und die Öffnungen werden somit gegen Fluddurchtritt verschlossen.

Bei einem anderen bekannten Rückschlagventil ist ein korbförmiger, durchbrochener Einsatzkörper zwischen die Stoßstellen zweier Rohrstutzen eingespannt, und eine kegelstumpfförmige Membran aus Gummi befindet sich auf der Abströmseite dicht anliegend über dem Einsatzkörper. Der Rand ihrer größeren Öffnung wird zusammen mit dem Rand des Einsatzkörpers von den Rohrstutzen erfaßt. Während des normalen Betriebs tritt das Flud in den korb- odei trichterförmigen Teil des Einsatzkörpers ein, durchtritt dessen Wand, drückt die Membran unter Auf- ' Weitung nach außen und strömt ab. Im Rückstromfalle bzw. bei Nachlassen eines Mindestdruckes in der bestimmungsgemäßen Strömungsrichtung zieht sich die Membran auf Grund ihres Rückstellbestrebens ; dicht abschließend um den Einsatzkörper zusam- _: men. ■'■■■

Bekannt ist auch eine Klosettspülvorrichtung mit _;;„ einem selbstschließenden, gegen das Rücksaugen des Spülwassers gesicherten Spülventil, wobei die Rücksaugsicherung aus einer stirnseitig geschlossenen Rohrhülse besteht, welche "Löcher aufweist, die 7· durch eine die Hülse umschließende Manschette aus ^, Gummi oder anderem elastischen Werkstoff abgedeckt sind. . ₌,- ■ .■ ■.''.· - .,. ·'."·'^;V^■'/■' '^\y -'; ■.}■■ _.·

Die bekannten Rückschlagventile haben sich bis zu einem gewissen Fluddruck als durchaus betriebstüchtig erwiesen. Bei höheren Drücken 'zeigen sie je- : doch den Nachteil, daß die Manschetten im Rückstromfalle mit Abschnitten iii die öffnungen der Einsatzkörper hineingedrückt werden. Dies kann bis zum Ausstanzen von Wandungsteilen, die in der Projektion der Öffnungen liegen, aus den Manschetten führen, wodurch die Rückstromsicherung hinfällig wird. Auch wenn die Manschetten so stark sind, daß sie nicht platzen können, ergeben sich Schwierigkeiten durch plastische Verformung an den fraglichen Stellen und durch ein dadurch bedingtes Trägwerden des Ansprechens. ; ''■;■: i; ■ ;/ : i ν ^

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rückschlagventil zu schaffen, welches sowohl die bewährten Eigenschaften der bekannten Ventile aufweist als auch bei hohen Drücken einsetzbar ist, ohne die geschilderten Nachteile zu zeigen. ;■ ^- ; ν

Ausgehend von einem Rückschlagventil der eingangs beschriebenen Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran, wie an sich bekannt, an beiden Enden' offen und ihrem gegen die Strömungsrichtung gelegenen Ende eingespannt ist, daß ferner in an sich bekannter Weise die Einspannstelle in der Rohrleitung zwischen Grenzen längsbeweglich ist, daß weiterhin die Einspannung der Membran in einem starren, im Innern der Rohrleitung längsverschieblichen Gleitring vorgenommen ist und daß der Gleitring in der Schließstellung des Ventils an einer der die Längsbeweglichkeit der Einspannstelle in der Rohrleitung begrenzenden Stirnseite eines Zentrierringes dichtend anliegt. Diese Ausbildungsweise bietet die Möglichkeit zur Verwendung eines massiven Einsatzkörpers als abdichtendes Gegenelement für die Membran, d. h. , eines Einsatzkörpers ohne Durchbrechungen, in die sich Abschnitte der Membran hineinpressen könnten. Der Durchtritt des Fludes durch das Ventil wird nämlich nicht nur durch Verformung der Membran hervorgerufen, sondern durch Entfernen der ganzen Membran von ihrer Gegenfläche, so daß grundsätzlich keine Verformungsarbeit aufgewendet zu werden braucht. Zur Erzielung eines ausreichenden Durchflußqerschnittes kann allerdings die Ausbildung so getroffen sein, daß sich die Membran im Anschluß an ihre Verschiebung bzw. an die Einleitung ihrer Verschiebung auch noch ausweitet. Damit ist der Vorteil verbunden, daß das Ventil während des normalen Betriebes die bekannten günstigen Strömungsverhältnisse aufweist, bei hoher Durchsatzleistung einen geringen Staudruck hat und für die Schließvorrichtung mit einem geringen Aufwand auskommt. Darüber hinaus ergibt sich'beim ^Auftreten eines Rückstromes ein völlig starrer Verschluß, der auch vergleichsweise höheren Drücken standhalten kann.

Es ist auch eine Bauart bekannt, bei der der Ventilkörper zwar axial verschiebbar ist, jedoch handelt es sich bei dem Ventilkörper um die normale, rohrförmige Gummimembran, die hier lediglich an bestimmten Stellen \vulstförmig verstärkt worden ist. yerschlußelement ist äüsschließiich das Gummi der Membran, welches einen Ringraum abdecken soll. ; ' Es kann nicht in das Ermessen des Fachmannes gestellt sein, ob das' Verschlußstück in einem besonderen, -längsverschieblichen^;;Ring eingespannt werden soll. Verzichtet man auf'eine derartige Einspannung,'so wird unter der Einwirkung des, Rückstromdruckes die Membran unweigerlich in den abzudichtenden Ririgraum hineingedirückt, deformiert und auf die Dauer ermüdet. Vor allem bei Anwendung hoher Drücke ist ein derartiger,"ledigiich aus Gummi bestehender, wenn auch längsbeweglicher Verschluß-' körper höchst labil und unzuverlässig. Es kommt darauf an, die Gummimembran von der Aufnahme des Rückstromdruckes dadurch zu entlasten, daß der Verschluß, wie es bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil der Fall ist, beim Rückstrom nicht durch Gummi, sondern durch feste Teile bewirkt wird.· Bekannt ist zwar auch ein Rückschlagventil, dessen

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axial verschiebbarer Ventilkörper in Schließstellung setzt. Die Rohrstutzen 1 und 2 sind zum Einschrau-

eine istarre ; Absperrung der Leitung gewährleistet, ben in eine Rohrleitung an ihren Enden mit Außen-·

während gleichzeitig die Membran von der Aufnahme gewinden 5 versehen und weisen an der Stelle, wo sie

des Rückstromdruckes entlastet ist. ; ; miteinander verbunden sind, Flanschen bzw..7 auf,

'λ;Derwesentliche Unterschied zwischen dem Änmel- 5 welche von einer Überwurfmutter 8 mittels entspredungsgegenständ und diesem Rückschlagventil besteht chender Gewinde zusammengehalten werden. Der jedoch darin, daß ,hier aut die Möglichkeitlami- Rohrstutzen 2 ist nahe seinem Flansch 7 mit einem naren Fließens sowie auf die Schaffung eines mög- Abschnitt 9 von vergrößertem Durchmesser versehen. ' liehst geringen Strömungswiderstandes keinerlei Auf- Die bestimmungsgemäße Strömungsrichtung durch mefksamkeit verschwendet wurde. Beim Rückschlag- xo das Rohr wird durch den Pfeil 10 angezeigt.. ventil der bekannten Bauart treten notwendigerweise Im Innern der durch die Rohrstutzen 1 und 2 gebil-Turbulenzen erheblichen Ausmaßes auf, die sich am deten Leitung ist der Torpedo 3 so angeordnet, daß strömendsten bei dem Übergang aus dem Ringraum seine Spitze dem normalen Fludstrom entgegengeum.die Membran in Fenster des Austrittszylinders '. richtet ist. Der Torpedo besteht aus massivem Matebemerkbar.machen. Die Konstruktion ist hier derart 15 rial und weist eine glatte Oberfläche auf. Er hat im strömungswidrig, j daß notwendigerweise erhebliche Anschluß an seine Spitze einen zylindrischen Ab-

. Druckwiderstände auftreten müssen. Diese nachtei- schnitt 11, an den sich wiederum ein kegelstumpfligen Strömungsverhältnisse bei der bekannten Bau- förmiger Teil 12 anschließt, der in einem zylinart lassen sich auch nicht durch Abänderungen ohne drischen Ansatz 13 endet. Am Umfang des zylinweiteres beheben. Infolge der nachteiligen Strömungs- so drischen Abschnitts 11 sind vier flügelartige Stege 14 Verhältnisse erscheint die Verwendung der bekanten angeordnet, die außen von einem Zentrierring 15 üm-Bauart bei entmischbaren Flüssigkeiten, beispiels- geben sind, mit welchem der Torpedo in der Rohrweise bei Fluden, welche Schwebstoffe enthalten, als leitung eingespannt ist. Zu diesem Zweck befinden völlig ausgeschlossen. : ■-; Λ, sich an den Innenseiten der Flansche 6 und 7 ent-Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung 35 sprechende ringförmige Ausnehmungen, in die der kennzeichnet sich diese dadurch, daß der Gleitring Zentrierring bei zusammengeschraubten Rohrstutzen vom Medium'· in beiden Strömuhgsrichturigen beauf- genau hineinpaßt. . _; . . schlagbare Stirnflächen aufweist. . Die Manschette 4 ist an beiden Enden offen und . Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, hat eine Gestalt, die der äußeren Form des kegeldaß der innere ; Durchmesser des Gleitringes dem 30 stumpfförmigen Teils 12 des Torpedos 3 genau entäußeren Durchmesser des Einsatzkörpers an der spricht. Die in die Strömungsrichtung zeigende Kante Rückseite von an sich bekannten, den Einsatzkörper 16 der Manschette ist zugeschärft und liegt an der tragenden Stegen entspricht und daß die Rückseite von Oberfläche des Ansatzes 13 an, während die entgegenStegen und Zentrierring formmäßig der Vorderseite gesetzte Kante mit einer ringförmigen Anformung 17 des Gleitringes angepaßt ist. Mit dieser Ausbildungs- 35 versehen ist, welche in einer entsprechenden Ausweise ergibt sich ein Rückschlagventil, welches in nehmung eines Gleitringes 18 sitzt, wodurch dieser seiner Schließstellung auch von höchsten Drücken und die Manschette verbunden sind. Die Manbeaufschlagt werden kann, da die Dichtung aus- . schette 4 kann eine Vorspannung aufweisen, d. h., ihre schließlich durch starre Teile bewirkt wird. \ , Öffnung an der Kante 16 kann etwas kleiner sein als Vorteilhafterweise setzt sich der Einsatzkörper in 40 der Durchmesser des Ansatzes 13. Der Gleitring 18

vder Strömungsrichturig mit einem zylindrischen An- ■■':. bewegt sich auf einer Bahn 19, die im Innern des satz fort, dessen Durchmesser gleich dem Durchmes- erweiterten Teils 9 des Rohrstutzens 2 ausgebildet ser der in Strömungsrichtung gelegenen Öffnung der 1 ist, und zwar in den Grenzen zweier Anschläge, von Membran in ihrer Schließstellung ist, Hierdurch wird' denen der eine durch den Zentrierring 5 undder aneine zusätzliche Führung für die Membran auf ihrem 45 dere durch den inneren Übergang zur Erweiterung 9 Verschiebungswege gebildeC%;'4:^;;^v-;4i'''^:';^;^'v.^:. im Rohrstutzen2 gebildet wird. Die äußere Gestalt Was die Verschieblichkeit der Membran im einzel- des Gleitringes 18 entspricht der jeweiligen Gestalt

■ nen anbetrifft, so wird nach der .Erfindung vorge-, ^er Teile, an denen der Ring in seinen Endstellungen

.schlagen,-daß in der"Wandung der Rohrleitung in :anliegt. Der innere Ringdurchmesser gleicht dem·

dem Bereich, wo sich die yerschiebliche Membran 50 Außendurchmesser des mittleren Torpedoteils 11,

befindet, eine an sich bekannte Gleitbahn für den Während des Betriebes wirkt der Fluddruck gemäß

" Gleitring ausgearbeitet ist,-wobei der gegen" die Pfeil 10 zunächst, falls das Ventil geschlossen ist

Strömungsrichtung gelegene Anschlag für den Gleit- (Fig. 1), auf die ihm entgegengerichtete Ringfläche

ring durch den Zentrierring des Einsatzkörpers gebil- des Gleitringes 18 zwischen Zentrierring 15 und Tor-

det wird. Hierdurch ist ein . betriebssicheres Ver- S5 pedomittelteil 11. Unter dem Einfluß des Fluddruckes

schieben der Membran gewährleistet. wird der Gleitring 18 längs der Bahn 19 bis zum

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Aus- jenseitigen Anschlag im Stutzen 2 verschoben. Dabei

führungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen entfernt sich die Manschette 4 vom kegelstumpf for-

F i.g 1 einen axialen Längsschnitt durch das Rück- - migen Teil 12, wobei ihre Kante 16 führend auf dem

• schlagventil in der Schließstellung, 60 Ansatz 13 gleitet. Nachdem die Manschette 4 am

- Fig. 2 in der Arbeitsstellung, Ende ihres Verschiebungsweges angekommen ist

Fig.3 in der Arbeitsstellung mit unter dem Ein- (Fig. 2), wird sie durch das Flud zur vollen Öffnung

Huß des strömenden Fludes aufgeweiteter Man- gemäß Fig. 3 aufgeweitet.

schette. ■ S^; ■ ■: ' Tritt aus irgendeinem Grunde ein Rücksatigen

Das Ventil ist im wesentlichen aus zwei Rohrstut- 65 bzw. ein Rückstrom ein, d. h., wirkt die Richtung des

zen t und 2, einem bombenförmigen Einsatzkörper 3, Fluddruckes umgekehrt, so schließt sich die Man-

auch Torpedo genannt, und einer Manschette 4 aus schette 4 zunächst infolge ihres werkstoffbedingten

elastischem Werkstoff, z.B. Gummi, ztisammenge- Riickstellbestrebens wieder um den Ansatz

(F i g. 2), und der Rückdruck wirkt sowohl auf die Außenfläche der Manschette als auch auf die ringförmige Rückseite des Gleitringes 18.. Dies hat zur Folge, daß Ring und Manschette zum Zentrierring IS hin verschoben werden, bis die Stellung gemäß Fig. 1 erreicht ist. In dieser Stellung bildet das Yentil gegenüber dem Rückdruck einen starren Verschluß, der ein Zurückfließen des Fludes in den Stutzen 1 weitgehend unabhängig von der Manschette 4 durch den Gleitring 18 verhindert. Die Man schette hat nur noch Dichtungsaufgaben.

Der Einsatzkörper 3 mit seinen Teilen 14 und 15 sowie der Gleitring 18 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Als Flud kommen flüssige, gasförmige und staubförmige Medien sowie Mischungen derselben in Frage.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale des Erfindungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in beliebigen so Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rückschlagventil zur Anordnung in einer Rohrleitung, mit einem axial in der Leitung befestigen, strömungsgünstig ausgebildeten, mit einer Spitze gegen den Fludstrom gerichteten Einsatzkörper und mit einer ebenfalls axial angeordneten, eine schlauchförmige Wandung aufweisenden Membran aus elastischem Werkstoff, die in der Schließstellung des Ventils auf Grund ihres werkstoffbedingten Rückstellbestrebens mit ihrer einen Fläche an einer Gegenfläche des Einsatzkörpers dichtend und ein Rückströmen des Fludes verhindernd anliegt und vom vorwärts strömenden Flud von der Gegenfläche abgehoben wird, dadurchgekennzeich.net, daß die Membran (4), wie an sich bekannt, .an beiden Enden offen und an ihrem gegen die Strömungsrichtung gelegenen Ende eingespannt ist, daß ferner in an sich bekannter Weise die Einspannstelle in der Rohrleitung (1, 2) zwischen Grenzen längsbeweglich ist, daß weiterhin die Einspannung der Membran (4) in einem starren, im Innern der Rohrleitung (1,2) längsverschieblichen Gleitring (18) vorgenommen ist und daß der Gleitring (18) in der Schließstellung des Ventils an einer der. die Längsbeweglichkeit der Einspannstelle in der Rohrleitung (1,2) begrenzenden Stirnseite eines Zentrierringes (15) dichtend anliegt.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (18) vom Medium in beiden Strömungsrichtungen beaufschlagbare Stirnflächen aufweist.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Durchmesser des Gleitringes (18) dem äußeren Durchmesser des Einsatzkörpers (3) an der Rückseite von an sich bekannten, den Einsatzkörper tragen- { den Stegen (14) entspricht und daß die Rückseite von Stegen und Zentrierring (15) formmäßig der Vorderseite des Gleitringes angepaßt ist.

4. Rückschlagventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatzkörper (3) in der Strömungsrichtung (10) mit einem zylindrischen Ansatz (13) fortsetzt, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser der in Strömungsrichtung gelegenen Öffnung der Membran (4) in ihrer Schließstellung ist.

5. Rückschlagventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wandung der Rohrleitung (1,2) in dem Bereich, wo sich die verschiebliche Membran (4) befindet, eine an sich bekannte Gleitbahn (19) für den Gleitring (18) ausgearbeitet ist, wobei der gegen die Strömungsrichtung gelegene Anschlag für den Gleitring durch den Zentrierring (15) des Einsatzkörpers (3) gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen