DE1806748C3 - Rückschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil, insbesondere für hydraulische Hochdruckanlagen, mit einem im geradlinig durchflossenen Ventilgehäuse längsverschie'olich geführten, in Schließrichtung federbelasteten Ventilverschlußstück, dessen tellerförmiges Kopfteil die mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden, diesem entsprechend ausgebildeten Dichtungsteile trägt.

Aus der GB-PS 9 45 908 ist ein Rückschlagventil bckannt. das in einem geradlinig durchflossenen Ventilgehäuse ein längsverschieblich geführtes Ventilverschlußstück aufweist. Dieses Ventilverschlußstück besteht aus einem in der Ventilkammer axial verschiebbar geführten Führungsteil, das eine zentrische Bohrung aufweist, in die ein tellerförmiges Kopfteil eingesetzt ist. Eine zwischen dem Führungsteil und dem Kopfteil angeordnete Dichtungsscheibe ragt radial über das Fiihrungsteil und das Kopfteil hinaus und kommt bei Anlage des kegelförmigen Kopfteils an den mit diesem zusammenwirkenden Ventilsitz, der ebenfalls keglig ausgebildet ist, zur Anlage. Durch eine im Gehäuse abgestützte entgegen der Strömungsrichtung auf das Ventilverschlußstück einwirkende Druckfeder wird das Ventilverschlußstück mit seinem Kopfteil gegen den im Ventil gehäuse ausgebildeten Ventilsitz gedrückt. Erreicht die durch das Druckmittel auf das Kopfteil des Verschluß stücks einwirkende Druckkraft eine Größe, die die ent gegengerichtete Federkraft überwindet, so hebt das Verschlußstück vom Ventilsitz ab und das Druckmittel strömt am Kopfteil vorbei durch Durchbrüche im Füh rungsteil zum Auslaß des Ventils. Sinkt der Druck des Druckmittels wieder ab, so wird das Ventilverschluß stück durch die Feder wieder gegen den Ventilsitz gedrückt und somit das Ventil geschlossen.

Bei einem schnellen Abfall des das Kopfteil beaufschlagenden Druckes, schlägt dieses mit hoher Geschwindigkeit ungedämpft auf den Ventilsitz auf. Dieses erzeugt zum einen störende schlagartige Geräusche, zum anderen werden die Dichtungsteile an Ventil sitz und Kopfteil rasch beschädigt.

Weiterhin ist aus der DT-PS 1 18 138 ein Rückschlagventil für Wasserleitungen bekannt, dessen Verschlußteil durch eine Ventilöffnung in das Gehäuse eingeführt und eingebaut werden kann. Das Verschlußteil besteh· aus zwei gegeneinander beweglichen Scheiben. zwischen denen ein elastischer Ring eingelegt ist, dessen äußerer Durchmesser etwa dem der Ventilöffnung und dem der Scheiben gleich ist. Nach dem Einführen der Teile in die Ventilöffnung werden durch Verschrauben die beiden Scheiben aufeinanderzu bewogt, so daß der elastische Ring zusammengepreßt und dadurch sein äußerer Durchmesser vergrößert wird und auf dem im Gehäuse ausgebildeten Ventilsitz zu liegen kommt. Der Ring ist das Sitzglied des Ventils und ragt nach dem Zusammenbau des Ventils konstant zwischen den Scheiben hervor.

Aus der FR-PS 10 39 178 ist ein weiteres Rückschlagventil bekannt, das einen im Gehäuse fest angeordneten Ventilsitzkörper mit einer Durchgangsbohrung aufweist, die durch ein entgegen der Durchströmrichtung fcderbeaufschlagtes Verschlußstück verschlossen ist und nur bei einem bestimmten Druck des einströmenden Druckmittels öffnet, wobei die entgegengerichtete Kraft der Feder des Verschlußstückes überwunden werden muß. Um bei geschlossenem Ventil eine sichere Abdichtung zwischen Ventilsitzkörper und Verschlußstück zu erreichen, sind in Ringnuten in den Sitzflächen von Ventilsitzkörper bzw. Verschlußstück, Dichtringe aus Gummi angeordnet, die dadurch vom Druck des Druckmittels am Ventilauslaß beaufschlagt und gegen die entsprechende gegenüberliegende Sitzfläche gedrückt werden, daß die Ringnuten über Kanäle mit dem Bereich des Auslasses verbunden sind. Dabei ist von Nachteil, daß die Dichtringe bei geöffnetem Ventil aus den Ringnuten herausragen und ein einwandfreies Vorbeiströmen des Druckmittels behindern.

Weiterhin ist von Nachteil, daß bei raschem Absinken des das Verschlußstück beaufschlagenden Druckmittels das Verschlußstück mit hoher Geschwindigkeit ungedämpft auf seinen Ventilsitz aufschlägt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gut dichtendes Rückschlagventil nach dem Oberbegriff zu schaffen, bei dem der Schließvorgang sehr schnell und gedämpft erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

löst, daß die Dichtungsteile eine aus einem gegenüber dem Kopfteil längsverschieblichen, im wesentlichen zylindrischen Ringkolben mit einer d?r Ventilsitzfläche entsprechenden Fläche und einem den Ringkolben umgebenden elastischen Dichtungsring bestehende Dämp- fungseinrichtung bilden.

Eine vorteilhafte Ausbildung eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils besteht darin, daß der Ringkolben in einem zwischen der Stirnfläche des Kopfleils und dem Kopf einer die Spitze des Ventilverschlußstük kes bildenden, in der Schließstellung des Ventils in die Durchflußöffnung des Ventilsitzes ragenden Verschlußschraube vorgesehenen Ringraum und der elastische Dichtungsring in einer Ringnut mit einer in Ventilachs richtung veränderlichen Ausdehnung angeordnet ist. die einerseits durch einen Teil der Stirnfläche des Kopfteils und andererseits durch eine an die Fläche an schließende, in Strömungsrichtung sich verjüngende kegelige Fläche des Ringkolbens begrenzt ist. Bei dieser Ausbildung sind die Strömungsverluste nur sehr gering, da bei geöffnetem Ventil der elastische Dichtring aus dem Strömungsdurchfluß herausgenommen ist und nur bei geschlossenem Ventil aus seiner Ringnut herausragt und an der Ventilsitzfläche anliegt. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung dieses Ausführungsbeispiels ist zwischen dem Ringkolben und dem Ventilverschlußstück ein durch Verschiebung dieser beiden Teile zueinander im Volumen veränderbarer Druckraum gebildet, der über eine Drosselbohrung mit dem Zuflußraum des Ventils in Verbindung steht.

Eine kegelige Ausbildung der Fläche des Ringkolbens und der Ventilsitzfläche ermöglicht eine geringe radiale Baugröße des Ventils und hält gleichzeitig die Strömungsverluste bei geöffnetem Ventil gering.

Die Ausbildung des elastischen Dichtrings mit einem kreisförmigen Querschnitt ermöglicht es, daß der Dichtungsring beim Öffnen des Ventils auf der in Strömungsrichtung sich verjüngenden kegeligen Fläche des Ringkolbens in die Ringnut hineinroilen kann, so daß ein Verschleiß des Dichtungsrings durch Schleifen auf dieser kegeligen Fläche verhindert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Das Rückschlagventil besteht im wesentlichen aus den beiden Gehäuseteilen 1 und 2, dem Ventilsitz 9, dem Führungsteil für das Verschlußsiück 3 und dem Ventilverschlußstück 4. Die Gehäuseteile 1 und 2 sind miteinander verschraubt, wobei der Ventilsitz 9 und das Führungsteil für das Verschlußstück 3 unter Zwischenschaltung von Dichtungen fest gegen das Gehäuseteil t gepreßt sind. Das Führungsteil für das Verschlußstück 3 ist als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet und weist mehrere Bohrungen 21 für den Durchfluß des Druckmittels auf sowie ein zeiitrisch angeordnetes 5s Sackloch 6 zur Führung des Schaftes 5 des Ventilverschlußstückes 4. Zwischen dem Ventilverschlußstück 4 und der öffnungsseitigen Stirnfläche des Verschlußstücks 3 ist eine Druckfeder 22 ungeordnet, die das Venülverschlußstück 4 im Schließsinne gegen den Ver ti!sitz9 preßt.

Das Ventilverschlußstück 4 besteht im wesentlichen aus dem Kopfteil 10 und dem Schaft 5, mit dem er im Sackloch 6 des Verschlußstücks 3 gehalten und geführt ist. Es weist weiterhin stirnseitig einen Ringraum 12 auf, in den der Ringkolben 11 eingelegt ist. Um die axiale Vcrschieblichkeit des Ringkolbens 11 zu begrenzen, ist eine Verschlußschraube 20 vorgesehen. Der Ringkolben 11 ist an seiner verschluOseitigen Stirnfläche mit. einer Fläche 25 versehen, mit der er fest an dem Ventilsitz 9 anliegt Zwischen dem Ringkolben 11 und dem Kopfteil 10 des Ventilverschlußstücks 4 ist ein Dichtungsring 19 angeordnet. Dieser Dichtungsring 19 ist vorzugsweise ein Gummiring.

Strömt nun das Druckmittel von der rechten Seite her in das Rückschlagventil ein, so bewegt sich nach Erreichung des Öffnungsdruckes das Ventilverschluß stück 4 zusammen mit dem Ringkolben 11 und dem Dichtungsring 19 entgegen der Kraft der Druckfeder 22 nach links, d. h. im Öffnungssinne. Wenn nun ange nommen wird, daß der Raum 8 hinter dem Rückschlag ventil ebenfalls mit Druckmittel gefüllt ist, so befindet sich im Sackloch 6 ebenfalls Druckmittel, das nun während des Öffnungsvorgangs über die Drosselbohrung 7 verdrängt werden muß. Die Dämpfung in Öffnungsrichtung ist wegabhängig, wobei der Dämpfraum erst kurz vor Erreichen des Anschlags gedrosselt wird, d. h. das Ventil öffnet zunächst sehr schnell. Nachdem der Ventilverschlußkörper 4 beim Öffnungsvorgang seinen Hub beendet ha», baut sich infolge des Staudruckes vor dem Ventilverschlußkörper 4 über die Bohrung 23 und die Drosselbohrung 14 im Druckraum 13 ein erhöhter Druck auf, der den Ringkolben 11 an der Schulter 24 zur Anlage bringt. Dadurch wird der Einbauraum des elastischen Dichtungsringes 19 vergrößert, derart, daß der Dichtungsring 19 infolge seiner elastischen Vorspannung sich so zusammenzieht, daß er nicht mehl über die kegelförmige Fläche 25 (in Strömungsrichtung gesehen) hervorsteht.

Fällt nun der Druck, rechts vom Rückschlagventil, d. h. im Zuflußraum 15 vor dem Ventilverschlußstück 4 ab. so bewegt die Kraft der Druckfeder 22 bzw. das Druckgefälle vom Raum 8 zum Zuflußraum 15 das Ventilverschlußstück 4 im Schließsinne schnell nach rechts so lange, bis der Ringkolben 11 mit seiner Flache 25 an der Ventilsitzfläche 17 anliegt. Um nun den völligen Schließvorgang zu erzeilen, muß das sich im Druckraum 13 befindliche Druckmittel über die Drosselbohrung 14 hinaus gedrückt werden, was für das Ventil in Schließrichtung eine Dämpfung darstellt. Während der Bewegung des Ringkolbens Il entgegen der Schließrichtung des Ventilverschlußstücks 4 wird der in der Ringnut 18 gelagerte elastische Dichtungsring 19 herausgedrückt derart, daß er sich dichtend an die Ventilsitzfläche 17 anlegt.

Wie aus der Zeichnung eindeutig z.u ersehen ist, sind sowohl das Kopfteil 10, als auch der Ringkolben 11, die Verschlußschraube 20 und die korrespondierende Ventilsitzfläche 17 außergewöhnlich glattflächig ausgebildet, wobei die äußeren Konturen, soweit sie die Dichtseite betreffen, strömungsgünstig ineinander übergehen.

Das vorstehend beschriebene Rückschlagventil eignet sich insbesondere für die Hochdruckhydraulik und kann direkt in Rohrleitungen oder auch zylinderförmige Druckbehälter eingebaut werden, ohne daß besondere Reduzierstücke erforderlich wären. Die vom Druckmittel beaufschlagten Flächen des Ventilverschlußstücks 4 können leicht so ausgelegt werden, daß der Öffnungsvorgang und auch der Schließvorgang außergewöhnlich schnell erfolgen, wobei in jedem lalle sichergestellt ist, daß in beiden Bewegungsrichtungen des Ventilverschlußstücks 4 eine hervorragende Dämpfung gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rückschlagventil, insbesondere für hydraulische Hochdruckanlagen, mit einem im geradlinig S durchflossenen Ventilgehäuse längsverschieblich geführten, in Schließrichtung federbelasteten Ventilverschlußstück, dessen tellerförmiges Kopfteil die mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden, diesem entsprechend ausgebildeten Dichtungsteile trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsteile eine aus einem gegenüber dem Kopfteil (10) längsverschieblichen, im wesentlichen zylindrischen Ringkolben (ti) mit einer der Ventilsitzfläche (17) entsprechenden Fläche (25) und aus e<nem den Ringkolben umgebenden elastischen Dichtungsring (19) bestehende Dämpfungseinrichtung bilden.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (11) in einem zwischen der Stirnfläche des Kopfteils (10) und dem Kopf einer die Spitze des Vemilverschlußstückes (4) bildenden, in der Schließstellung des Ventils in die Durchflußöffnung des Ventilsitzes (9) ragenden Verschlußschraube (20) vorgesehenen Ringraum (12) und der elastische Dichtungsring (19) in einer Ringnut (18) mit einer in Ventilachsrichtung veränderlichen Ausdehnung angeordnet ist, die einerseits durch einen Teil der Stirnfläche des Kopfteils und andererseits durch eine an die Fläche (25) anschließende, in Strömungsrichtung sich verjüngende kegelige Fläche des Ringkolbcns begrenzt ist.

3. Rückschlagventil, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ringkolben (11) und dem Ventilverschlußstück (4) ein durch Verschiebung dieser beiden Teile zueinander im Volumen veränderbarer Druckraum (13) gebildet ist. der über eine Drosselbohrung (14) mit dem Zuflußraum (15) des Ventils in Verbindung steht.

4. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (25) des Ringkolbens (U) und die Ventilsitzfläche (17) kegelig ausgebildet sind.

5. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Dichtungsring (19) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.