DE1550077B1

DE1550077B1 - Rueckschlagventil mit kugelfoermigem Verschlussstueck und Haltekaefig

Info

Publication number: DE1550077B1
Application number: DE19661550077
Authority: DE
Inventors: Wilfred Aslan
Original assignee: ALKON PRODUCTS CORP
Current assignee: ALKON PRODUCTS CORP
Priority date: 1965-11-30
Filing date: 1966-08-12
Publication date: 1970-11-12
Also published as: US3421547A; GB1120505A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlag- gegen eine Bewegung in radialer Richtung dar sowie ventil mit einem in axialer Richtung verlaufenden eine Halterung für den Haltekäfig, gegen eine Bewe-Durchflußkanal, einem durch eine Schließfeder in gung auf den Ventilsitz zu. Die zweite Gruppe von Richtung auf einen Ventilsitz vorgespannten und Speichen bildet einen Anschlag für das Ventilverinsbesondere kugelförmigen Ventilverschlußstück so- 5 schlußstück in der Offenstellung und verhindert eine wie mit einem das Ventilverschlußstück und die Bewegung des Haltekäfigs von dem Ventilsitz Mn-Schließfeder umfassenden Haltekäfig. weg.

Durchflußsteuerventile zur Dosierung eines Fließ- Darüber hinaus kann dieses Rückschlagventil in

mediumstromes sind üblicherweise innerhalb des besonders einfacher Weise aufgebaut und zusammen-Ventilgehäuses mit einem Rückschlagventil versehen, io gebaut werden. Da der Haltekäfig bei dieser Konmit dessen Hilfe der Fließmediumstrom die Dosier- struktion zusammen mit dem Ventilverschlußstück Vorrichtung im Nebenschluß umgehen kann, wenn er und der Schließfeder von einer Seite in das Ventilin einer vorgegebenen Richtung fließt. Zur Erzielung gehäuse eingeschoben werden kann, braucht dieses einer hohen Dosiergenauigkeit muß daß Rückschlag- nur aus einem einzigen, einfach zu fertigenden Stück ventil sehr genau, schwingungsfrei und betriebssicher 15 zu bestehen.

arbeiten, was auch bei anderen Anwendungen er- Um den Durchfluß des Fließmediums bei der Bewünscht sein kann, bei denen ein Rückschlagventil in wegung des Ventilverschlußstückes in die Offeneinem Strömungssystem lediglich zur Steuerung der Stellung möglichst wenig zu behindern, ist es Strömungsrichtung verwendet wird. erwünscht, daß der Durchflußquerschnitt in dem

In der französischen Patentschrift 1052 334 ist ein 20 Rückschlagventil gleich oder größer ist als der Rückschlagventil der eingangs genannten Art be- Durchflußquerschnitt in dem übrigen Teil des Ströschrieben, bei welchem eine federbelastete Ventil- mungssystemes. Hierfür ist es häufig notwendig, ein kugel sowie ein Haltekäfig mit einer Anzahl radial an sich zu großes Ventil zu verwenden und es dann verlaufender und die Ventilkugel nebst ihrer Schließ- durch Buchsen an das übrige Strömungssystem anzufeder radial umfassender Führungsleisten vorgesehen 25 passen.

ist. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Be- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine

wegung der Ventilkugel in der Offenstellung nicht Behinderung der Fließmediumströmung dadurch wohl definiert begrenzt ist, so daß die Ventilkugel vermindert, daß durch Ausnehmungen in der Basis beim Betrieb des Rückschlagventiles in Schwingungen des Haltekäfigs weitere Durchgangsöffnungen für das geraten kann. 30 Fließmedium gebildet sind. Nach einer anderen Aus-

Um dieses bekannte Rückschlagventil zusammen- gestaltung der Erfindung ist hierfür zwischen den bauen zu können, ist es erforderlich, daß sein Gehäu- beiden Schultern im Umfang des Durchflußkanales se aus zwei miteinander verschraubbaren Teilen eine Ausnehmung vorgesehen, die bei kreisförmigem aufgebaut ist. Dieses Ventil ist somit in Herstellung Querschnitt des Durchflußkanales vorteilhafterweise und Zusammenbau relativ teuer und überdies infolge 35 eine in bezug auf die Achse des Durchflußkanales der nicht betriebsbedingten Aufteilung mit einer wei- rotationssymmetrische Ringnut ist. teren Fehlerquelle behaftet. Der zweite Teil der Speichen der zweiten Gruppe

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein kann in beliebiger Weise aus deren erstem Teil geRückschlagventil dieser Art zu schaffen, das genauer, bildet sein, beispielsweise durch Ausstanzen und schwingungsfreier und betriebssicherer arbeitet, das 40 Abwinkein. Eine besonders vorteilhafte Konstrukeinfacher aufgebaut ist und das zeit- und kosten- tion ergibt sich jedoch, wenn nach einer weiteren sparender gefertigt werden kann. Ausgestaltung der Erfindung die freien Enden der

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Speichen der zweiten Gruppe zuerst unter Bildung der Haltekäfig napfartig ausgebildet ist, mit seinem von Bogenstücken nach außen und anschließend offenen Ende dem Ventilsitz zugewandt ist und an 45 unter Bildung der zweiten Teile der Speichen nach einer dem Ventilsitz abgewandten Basis zwei Grup- rückwärts gebogen sind. Vorteilhafterweise bestehen pen von Speichen aufweist, von denen die Speichen dabei mindestens die Speichen der zweiten Gruppe der ersten Gruppe in dem Durchflußkanal in axialer aus biegsamem Material.

Richtung auf den Ventilsitz zu verlaufen, das Ventil- Der Zusammenbau des Rückschlagventiles nach

verschlußstück mit geringem Spiel umschließen und 50 der Erfindung erleichtert sich weiterhin, wenn der sich mit ihren Enden an einer den Ventilsitz umge- Durchflußkanal zu beiden Seiten der Ausnehmung je benden Schulter des Durchflußkanales, insbesondere ein zylindrisches Kanalstück aufweist, deren Durchan einer Ringschulter, abstützen und von denen die messer im wesentlichen gleich und gleich dem Außen-Speichen der zweiten Gruppe einen ersten Teil auf- durchmesser der ersten Gruppe von Speichen ist, weisen, der in dem Durchflußkanal in axialer Rieh- 55 und weiterhin, wenn sich die Ausnehmung an der rung auf den Ventilsitz zu verläuft, in Verlängerung dem Ventilsitz benachbarten Seite kegelförmig verder Bewegungsbahn des Ventilverschlußstückes liegt jungt.

und unter Bildung eines Anschlages für das Ventil- Der Haltekäfig des Rückschlagventiles nach der

verschlußstück in der Offenstellung abgebogen ist Erfindung kann nach einer weiteren Ausgestaltung sowie einen zweiten Teil, der in dem Durchflußkanal 60 weiterhin noch dadurch zur Führung der Schließfeder in axialer Richtung von dem Ventilsitz hinweg verläuft dienen, daß die ersten Teile der Speichen der zwei- und sich mit seinem Ende an einer dem Ventilsitz ten Gruppe die Schließfedern in der Offenstellung zugewandten Schulter des Durchflußkanales, insbe- mit geringem Spiel umschließen, sondere an einer Ringschulter, gegen Bewegung in Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in

axialer Richtung von dem Ventilsitz hinweg stützt. 65 den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausfüh-

Dies hat den Vorteil, daß der Haltekäfig mehrere rungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Funktionen erfüllt. Die erste Gruppe von Speichen F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Rückschlagstellt eine Führung für das Ventilverschlußstück ventil gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Haltekäfigs des Rückschlagventiles und

F i g. 4 einen Längsschnitt durch den Haltekäfig in größerem Maßstab.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat das Rückschlagventil ein Ventilgehäuse 1, das einen Durchflußkanal 2 aufweist, der sich axial durch das Ventilgehäuse erstreckt und in dem ein sich quer erstrekkender Ventilsitz 3 angeordnet ist. Ferner ist im Durchflußkanal eine Ventilkugel 4 und ein Haltekäfig 5 vorgesehen, um die Ventilkugel in Wirkstellung zu halten. Der Durchflußkanal enthält, wie bei 6 dargestellt, eine Ringausnehmung, und bei 7 und 7' sind die Enden des Durchflußkanals mit Gewinde versehen, um sie an Rohre eines Rohrsystems anschließen zu können. Der Haltekäfig 5, der zum Halten der Ventilkugel 4 in Wirkstellung innerhalb des Durchflußkanals dient, ist aus einem biegsamen Blech herausgestanzt und in die in F i g. 4 dargestellte Form gebracht. Wie dargestellt, hat der Haltekäfig ein napfförmiges Aussehen und eine Anzahl von Speichen. Eine Gruppe der mit 8 bezeichneten Speichen erstrecken sich quer zu einer Basis 9 des Haltekäfigs. Sie haben Enden 10, die das offene Ende des Haltekäfigs bilden. Der äußere Durchmesser des Haltekäfigs wird durch diese Speichen als ein erster Kreis A gemäß Fig. 3 bestimmt. Eine zweite Gruppe von Speichen 11 ist zwischen den Speichen 8 angeordnet. Auch diese erstrecken sich quer zur Basis 9 des Haltekäfigs, haben jedoch zum Unterschied von den Speichen 8 umgebogene Enden 12, die der Basis 9 zu gerichtet sind. Der äußere Durchmesser des Haltekäfigs, wie er durch die Enden 12 der Speichen 11 gebildet wird, entspricht einem zweiten Kreis B, der nach außen im Abstand vom ersten Kreis A ist. Die vorderen Enden dieser Speichen 11 sind in einer Richtung weg von der Basis des Haltekäfigs durch die Bogenstücke 13 definiert, die entsprechend Fig. 3 nach außen in radialem Abstand von den Speichen 8 sind. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, hat der auf diese Weise gebildete Haltekäfig eine offene Bauart, die durchgehende, durch die Abstände benachbarter Speichen gebildete Durchgangsöffnungen 14 hat. Dieser Haltekäfig kann in das Ventilgehäuse 1 durch die Gewindeöffnung 7 eingeschoben werden, um so die Ventilkugel 4 in Wirkstellung innerhalb des Durchflußkanals zu halten. Beim Zusammenbau des Ventils wird die Kugel zuerst eingeschoben, darauf eine Feder 15 in den napfförmigen Haltekäfig eingesetzt und dann diese beiden Elemente durch die Gewindeöffnung 7 eingeschoben. Um den Haltekäfig einsetzen zu können, ist der Durchflußkanal mit Umfangsteilen 16 und 17 versehen, deren Durchmesser im wesentlichen gleich oder etwas kleiner als der Außendurchmesser des Haltekäfigs entsprechend den Speichen 8 ist. Zwischen den Umfangsteilen 16 und 17 des Durchflußkanals ist die bereits erwähnte Ringausnehmung 6 im Durchflußkanal angeordnet. Der Durchmesser dieser Ringausnehmung 6 ist im wesentlichen gleich oder etwas kleiner als der Durchmesser des Haltekäfigs, wie er durch die Enden 12 der Speichen 11 definiert ist, was gemäß Fig. 3 dem Kreis B entspricht.

Um den Weg zu begrenzen, um den der Haltekäfig im Durchflußkanal bewegbar ist, ist der Ventilsitz 3 radial nach innen von der Wandfläche des Durchflußkanals aus gerichtet und bildet eine Ringschulter 18, die dem Haltekäfig zu gerichtet ist. Gegen diese Ringschultern können die Enden 10 der Speichen 8 anliegen, wenn sie in der Lage gemäß Fig. 1 sind. Die Zwischenstücke der Speichen 8 überspannen die Ringausnehmung 6. Zum Einführen der Enden 10 in ihre Endstellung im Umfangsteil 17 ist die Ringausnehmung nach innen bei 19 kegelig ausgebildet. Wenn der Haltekäfig innerhalb des Ventilgliedes angeordnet ist, so dienen die Speichen 8 dazu, die Mittelachse des Haltekäfigs mit der Mittelachse des Durchflußkanals zum Fluchten zu bringen und fluchtend zu halten, und ferner auch um den radialen Weg der Kugel bei ihrer Axialbewegung im Durchflußkanal zu begrenzen. Zu diesem letzteren Zweck wird der innere Durchmesser des Haltekäfigs durch die Innenflächen der Speichen 8 definiert, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Kugel 4 ist.

Um nun den Haltekäfig auch in seiner Wirkstellung in Richtung weg vom Ventilsitz zu halten, endigt die Ringausnehmung 6 im axialen Abstand von der Kugel 4 an der dem Ventilsitz 4 entgegengesetzten Seite in eine Ringschulter 20, die dem Ventilsitz zu gerichtet ist. Beim Einbau des Haltekäfigs werden die Speichen 11 infolge ihrer Federung nach unten durch den Umfangsteil 16 so weit hindurchgedrückt, bis sie in den Raum der Ringausnehmung 6 gelangen. Sie federn dann in ihre ursprüngliche Form zurück, so daß sich die Enden 12 dieser Speichen gegen die Ringschulter 20 anlegen und so den Haltekäfig in Wirkstellung verriegeln.

Die Speichen 11 ergeben zusätzlich zu der Verriegelung des Haltekäfigs noch einen Anschlag zur Begrenzung der Axialbewegung der Ventilkugel 4 weg vom Ventilsitz 3. Wie bereits erwähnt, haben die Speichen 11 Bogenstücke 13 in radialem Abstand nach innen relativ zu den Speichen 8. Diese Bogenstücke 13 fluchten axial mit der Kugel 4, und wenn die Kugel sich vom Ventilsitz wegbewegt, so liegt sie gegen diese Bogenstücke 13 an. Der Umfang, um den sich die Speichen 11 dem Ventilsitz zu erstrecken, ist derart, daß eine volle Öffnung des Ventils möglich ist. Zusätzlich ist der Umfang, um den der Durchflußkanal bei 6 ausgenommen ist, in seiner relativen Größe zu der im Durchflußkanal angeordneten Oberfläche des Haltekäfigs abgestimmt. Im besonderen ist die Ringausnehmung 6 von einem solchen Durchmesser, daß im wesentlichen die Verengung des Fließmediumstromes durch den Durchflußkanal kompensiert wird, wie sie durch die Anwesenheit der Kugel und des Käfigs im Durchflußkanal verursacht ist, wenn die Kugel in ihre offene Stellung unter Anlage gegen die Bogenstücke 13 der Speichenil bewegt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Rückschlagventil mit einem in axialer Richtung verlaufenden Durchflußkanal, einem durch eine Schließfeder in Richtung auf einen Ventilsitz vorgespannten und insbesondere kugelförmigen Ventilverschlußstück sowie mit einem das Ventilverschlußstück und die Schließfeder umfassenden Haltekäfig, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekäfig (5) napf artig ausgebildet ist, mit seinem offenen Ende dem Ventilsitz (3) zugewandt ist und an einer dem Ventilsitz abgewandten Basis (9) zwei Gruppen

von Speichen (8,11) aufweist, von denen die Speichen (8) der ersten Gruppe in dem Durchflußkanal (2) in axialer Richtung auf den Ventilsitz zu verlaufen, das Ventilverschlußstück (4) mit geringem Spiel umschließen und sich mit ihren Enden (10) an einer den Ventilsitz umgebenden Schulter des Durchflußkanals, insbesondere an einer Ringschulter (18), abstützen und von denen die Speichen (11) der zweiten Gruppe einen ersten Teil aufweisen, der in dem Durchflußkanal in axialer Richtung auf den Ventilsitz zu verläuft, in Verlängerung der Bewegungsbahn des Ventilverschlußstückes liegt und unter Bildung eines Anschlages (13) für das Ventilverschlußstück in der Offenstellung abgebogen ist sowie einen zweiten Teil, der in dem Durchflußkanal in axialer Richtung von dem Ventilsitz hinweg verläuft und sich mit seinem Ende (12) an einer dem Ventilsitz zugewandten Schulter des Durchflußkanals, insbesondere an einer Ringschulter (20), gegen _2Q Bewegung in axialer Richtung von dem Ventilsitz hinweg abstützt.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (8, U) beider Gruppen entlang dem Umfang des Haltekäfigs (5) abwechselnd angeordnet sind.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ausnehmungen in der Basis (9) des Haltekäfigs (S) weitere Durchgangsöffnungen (14) gebildet sind.

4. Rückschlagventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Schultern (18, 20) im Umfang des Durchflußkanals (2) eine Ausnehmung (6) vorgesehen ist.

5. Rückschlagventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung eine in bezug auf die Achse des Durchflußkanals (2) rotationssymmetrische Ringnut (6) ist.

6. Rückschlagventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (12) der Speichen (11) der zweiten Gruppe unter Bildung von Bogenstücken (13) nach außen und anschließend unter Bildung der zweiten Teile der Speichen nach rückwärts gebogen sind.

7. Rückschlagventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Speichen (11) der zweiten Gruppe aus biegsamem Material bestehen.

8. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkanal (2) zu beiden Seiten der Ausnehmung (6) je ein zylindrisches Kanalstück (16, 17) aufweist, deren Durchmesser im wesentlichen gleich und gleich dem Außendurchmesser der ersten Gruppe von Speichen (8) ist.

9. Rückschlagventil nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung (6) an der dem Ventilsitz (3) benachbarten Seite kegelförmig (19) verjüngt.

10. Rückschlagventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Teile der Speichen (11) der zweiten Gruppe die Schließfeder (15) in der Offenstellung mit geringem Spiel umschließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen