DE19512708A1 - Ventilkupplung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet des Patents

Die Erfindung findet Verwendung bei entsperrbaren Rück­ schlagventilen in einer Bauform als Ventilkupplungen, ins­ besondere Ventil-Meßkupplungen für den Einbau in Rohr- oder Schlauchleitungen sowie Ventilbaugruppen und dienen der Herstellung einer Meßzwecken dienenden, kurzzeitigen Verbindung zu externen Einrichtungen.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Allgemein bekannt sind Ventilkupplungen zur Herstellung von Verbindungen zwischen externen Einrichtungen und bestehen­ den Leitungssystemen beziehungsweise Ventilbaugruppen. Solche Verbindungen werden zumeist durch Anschluß eines, mit einem Kupplungsstück versehenen, Schlauches herge­ stellt.

Bekannt ist ferner die Verwendung von Ventil-Meßkupplungen in Gasleitungssystemen, insbesondere in Systemen mit hohen Betriebsdrücken und brennbaren, explosiblen oder giftigen Medien.

Zur Vermeidung von Sicherheitsrisiken müssen Ventil-Meß­ kupplungen für den Einsatz in Gasleitungssystemen mit einem geringen Totraum- Volumen auf der im geschlossenen Zustand druckentlasteten Seite ausgelegt sein. Ferner dürfen derar­ tige Ventile im geöffneten Zustand nur einen geringen Strö­ mungsquerschnitt freigeben, damit bei möglichen Undichtig­ keiten über die Ventil-Meßkupplung angeschlossener exter­ ner Einrichtungen nur geringe Verluste eintreten können.

Bei bekannten Bauformen der Ventil-Meßkupplungen wird die Drosselung des Medienstromes durch besondere Bauformen des Ventilkörpers erreicht, so z. B. in EP-B1 0 094 439. Durch Einbringung von Strömungskanälen oder Bohrungen in den Ven­ tilkörper, teilweise auch durch spezielle Ausführung von Ventil- und Grundkörper, wird die Drosselung erreicht.

Derartige Bauformen von Ventil-Meßkupplungen sind nur mit erhöhtem Aufwand herstellbar.

Andere bekannte Bauformen von Ventil-Meßkupplungen verwen­ den einen Ventilkörper, der nur durch seine Dichtschulter im geöffneten Zustand eine Drosselwirkung erzeugt. Beim Aufstoßen des Ventilkörpers muß dieser, um die Drosselwir­ kung zu erreichen, um einen genau definierten Betrag ver­ schoben werden. Eine solche Forderung ist, abgesehen vom Herstellungsaufwand der Teile, schon deshalb nicht reali­ sierbar, da das Gegenstück im allgemeinen mit der Hand auf­ geschraubt wird.

Weiterhin ist bei den meisten Ventil-Meßkupplungen nach­ teilig, daß im druckentlasteten Bereich der Bohrung ein er­ hebliches Totvolumen vorhanden ist und dadurch Restmengen des Mediums nach erfolgter Nutzung oder auch bei zufälligen Undichtheiten dort verbleiben können.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Ventil-Meßkupplungen besteht darin, daß eine einfache, stirnseitig eingebrachte Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings verwendet wird.

Dabei kann im Nutgrund der Ringnut, wenn die Ventil-Meß­ kupplung bei gasförmigen Medien eingesetzt wird, eine Rest­ menge des Fluids unter hohem Druck eingeschlossen werden.

Beim nächsten Öffnen der Ventil-Meßkupplung kann durch dieses eingeschlossene Fluid der Dichtring aus seinem Sitz gedrückt werden, da beim Aufstoßen des Ventilkörpers kurz­ zeitig ein Überdruck im Nutgrund vorhanden ist. Die Ventil- Meßkupplung wird dabei gewöhnlich unbrauchbar.

Aufgabe des Patents

Das Patent hat die Aufgabe, eine Ventilkupplung in der Aus­ führung als Ventil-Meßkupplung vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und bei der die oben be­ schrieben Nachteile vermieden werden.

Wesen des Patents

Das Wesen des Patents besteht darin, daß eine Ventil-Meß­ kupplung, bestehend aus einem Grundkörper mit durchgehen der, gestufter Bohrung, darin eingebautem, federbelasteten Ventilkörper, der beim Anschluß externer Einrichtungen durch mechanische Einwirkung aufgestoßen wird, versehen wird, der so ausgelegt ist, daß Teilbereiche desselben im geöffneten Zustand gegenüber der Bohrung enge Spalte erzeu­ gen und so eine Drosselung des Volumenstromes bewirken.

Bei Nichtbenutzung dichtet der Ventilkörper gegenüber ei­ nem, in einer Nut eingebrachten Dichtelement ab. In axialer Richtung wird der Ventilkörper zusätzlich durch einen Kra­ gen, der zugleich eine Seite der Nut bildet, gehalten, wo­ bei eine Druckfeder durch ihre Vorspannung die erforderli­ che Schließkraft bereitstellt. Der Kragen ist materialein­ heitlich an eine bei Ventil-Meßkupplungen üblicherweise eingesetzte Dichtbuchse angeformt, die zugleich auch die Nut für das Dichtelement aufweist.

Bei Inbetriebnahme der Ventil-Meßkupplung wird durch Auf­ schrauben des Gegenstücks der Ventilkörper axial in Rich­ tung zur Druckfeder verschoben und damit der Strömungskanal freigegeben.

Die Baugruppe kann ferner durch eine Schutzkappe, die durch geeignete Mittel unverlierbar ausgelegt sein kann, bei Nichtbenutzung abgedeckt sein.

Eine vorteilhafte Ausführung der Ventil-Meßkupplung ver­ wendet einen Ventilkörper, der im Bereich seiner Dicht­ schulter die Bohrung des Grundkörpers weitgehend ausfüllt und nur einen geringen Spalt offen läßt. Dadurch wird der Volumenstrom gedrosselt und zugleich vermieden, daß bei eventuell vorhandenen Undichtheiten der angeschlossenen ex­ ternen Einrichtungen oder auch der Meßkupplung selbst, grö­ ßere Mengen des Fluids ausströmen können.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung verwendet einen Ven­ tilkörper, der einen verlängerten Schaft aufweist. Der Schaft ist wiederum in seinem Außendurchmesser so zur Boh­ rung des Grundkörpers abgestimmt, daß eine Drosselung des Volumenstroms erfolgt.

Bei einer weiteren Ausführungsform kommt ein Ventilkörper zur Anwendung, der sowohl im Bereich der Dichtschulter als auch durch den Schaft eine Drosselung des Volumenstroms be­ wirkt.

Wird die Schaftlänge des Ventilkörpers soweit verlängert, daß dieser die Bohrung im Grundkörper bei drucklosem Aus­ gang der Ventil-Meßkupplung weitgehend ausfüllt, wird eine Minimierung des Totraumes im unbenutzten Zustand derselben erreicht.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Ventil-Meßkupp­ lung verwendet eine geteilte Dichtbuchse, die in der Tei­ lungsebene in einer Ausnehmung ein Dichtelement aufnimmt. Die Dichtbuchse ist nach ihrem Einbau in die Bohrung fi­ xiert.

Der an die Dichtbuchse angeformte Kragen bildet bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Ventil-Meßkupplung zugleich eine Seitenfläche der Nut zur Aufnahme des Dichte­ lements. Dabei wird die Stirnseite der Nut gleichfalls durch die Dichtbuchse gebildet, die Außenseite der Nut wird durch die Bohrung des Grundkörpers gebildet.

Eine vorteilhafte Ausführungsform verwendet einen Rundring als Dichtelement.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Be­ reich des Kragens, vom Nutgrund in Richtung zur Bohrung in­ nerhalb der Dichtbuchse eine Entlastungsbohrung einge­ bracht.

Eine weitere Ausführungsform verwendet anstelle der Entla­ stungsbohrung einen Entlastungskanal, der an der Außenseite beider Teile der Dichtbuchse entlanggeführt ist.

Ausführungsbeispiele

Das Patent wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles und einer Figur näher erläutert.

Ausführungsbeispiel 1

Eine Ventilkupplung in der Ausführung als Ventil-Meßkupp­ lung, bestehend aus einem Grundkörper (1) und einer mehr­ fach gestuften, konzentrisch in diesem angeordneten Bohrung (2) nimmt in derselben einen Ventilkörper (3) mit einer Dichtschulter (5), eine geteilte Dichtbuchse, aus einem oberen (13) und einem unteren (14) Teil bestehend, dazwi­ schen ein Dichtring (20) in einer Nut (19) angeordnet, so­ wie eine Druckfeder (25) auf. Ausgangsseitig ist die Anord­ nung durch eine Schutzkappe (27), die als Schraubkappe aus­ geführt ist, verschlossen.

Die geteilte Dichtbuchse ist in der Bohrung (2) des Grund­ körper (1) befestigt.

Der Ventilkörper (3) liegt mit der Stirnfläche (6) seiner Dichtschulter (5) sowie der Außenkante (4) derselben an ei­ nem Dichtring (7) an, gegen den er durch die Vorspannung der Druckfeder (25) gedrückt wird. Gleichzeitig wird der Ventilkörper (3) mit der Stirnfläche (6) seiner Dichtschul­ ter (5) durch die Vorspannkraft der Druckfeder (25) gegen einen, am unteren Teil (14) der Dichtbuchse angeformten Kragen (11) gedrückt und dabei in axialer Richtung fixiert. Die zylindrische Verlängerung (8) des Ventilkörper (3) ragt in den im geschlossenen Zustand der Ventil-Meßkupplung drucklosen Teil der Bohrung (2) hinein und füllt diese weitgehend aus. Der Durchmesser der zylindrischen Verlänge­ rung (8) ist so gewählt, daß zwischen dieser und dem Innen­ durchmesser der geteilten Dichtbuchse ein geringer Spalt verbleibt.

Die aufgeschraubte Schutzkappe (27) weist einen konzentri­ schen Zapfen (28) auf, der in die Bohrung (2) hineinragt und das verbleibende Volumen derselben bis auf ein Minimum reduziert.

Der Dichtring (7) liegt in einer Ringnut (10), deren Innen­ seite (15) durch den Kragen (11), die Stirnseite (16) durch das untere Teil (14) der geteilten Dichtbuchse, deren Au­ ßenseite (17) durch die Wandung der Bohrung (2) gebildet ist.

Von der Ringnut (10) zur drucklosen Seite der Bohrung (2) verläuft die Bohrung (12), die der Druckentlastung des Nut­ grundes der Ringnut (10) dient.

In die Außenflächen des unteren (14) sowie des oberen Teils (13) der geteilten Dichtbuchse ist ferner ein Entlastungs­ kanal (23) eingearbeitet, der gleichfalls der Druckentla­ stung des Nutgrundes der Ringnut (10) dient.

Die Ingebrauchnahme der Ventil-Meßkupplung erfolgt durch Abschrauben der Schraubkappe (27). Gleichzeitig wird der konzentrisch in dieser angeordnete Zapfen (28) aus der Boh­ rung 2 entfernt und gibt dieselbe anschließend frei. Durch Aufschrauben eines angepaßten Anschlußstückes wird eine druckdichte Verbindung zwischen der VentiL-Meßkupp­ lung und einer anzuschließenden externen Einrichtung herge­ stellt.

Dabei wird der Ventilkörper (3) durch eine geeignete Ein­ richtung axial verschoben, die Ventil-Meßkupplung geöffnet und der Strömungskanal, der identisch mit der Bohrung (2) ist, freigegeben.

Die zylindrische Verlängerung (8) des Ventilkörpers (3) be­ wirkt dabei eine Drosselung des Volumenstromes.

Bei Ingebrauchnahme der Ventil-Meßkupplung wird durch das Entfernen der Schraubkappe (27) zuerst der Entlastungskanal (23) freigegeben und so der Nutgrund der Ringnut (10) ent­ lastet. Nach Entfernen des Zapfen (28) aus der Bohrung (2) erfolgt die Druckentlastung der Ringnut (10) zusätzlich noch über die Bohrung (12), so daß der Nutgrund der Ringnut (10) nach dem Öffnen der Ventil-Meßkupplung druckentlastet ist und der Dichtring (7) nicht aus seinem Sitz gedrückt werden kann.

Claims (5)

1. Entsperrbares Rückschlagventil in der Ausführung als Ventilkupplung, insbesondere Ventil-Meßkupplung für flui­ dische Systeme, bestehend aus einem Grundkörper (1), in dessen Bohrung (2) ein selbstschließender, federbelasteter Ventilkörper (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe mit der Außenkante (4) seiner Dichtschulter (5) und/oder deren Stirnfläche (6) an einem Dichtelement (7) aus elastischem Material anliegt und dabei den Strö­ mungskanal abdichtet, durch eine zylindrische Verlängerung (8) des Ventilkörpers (3) im Strömungskanal ein Spalt (9) gebildet, der Ventilkörper (3) in axialer Richtung durch einen, zugleich die innere Begrenzung der Ringnut (10) bil­ denden Kragen (11) fixiert und eine, in denselben einge­ brachte und die Ringnut (10) mit dem Spalt (9) verbindende, Entlastungsbohrung (12) angeordnet ist, wobei die Verlänge­ rung (8) des Ventilkörpers (3) bei geöffnetem Zustand des Ventils im Spalt (9) und/oder die Dichtschulter (5) im Spalt (21) in Strömungsrichtung eine Drosselwirkung er­ zeugt/erzeugen.

2. Entsperrbares Rückschlagventil in der Ausführung als Ventilkupplung, insbesondere Ventil-Meßkupplung für flui­ dische Systeme, bestehend aus einem Grundkörper (1), in dessen Bohrung (2) ein Ventilkörper (3) angeordnet ist, der mit der Außenkante (4) seiner Dichtschulter (5) und/oder deren Stirnfläche (6) an einem Dichtelement (7) aus elasti­ schem Material anliegt und dabei den Strömungskanal abdich­ tet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (2) des Grundkörpers (1) eine geteilte Buchse, bestehend aus einem oberen Teil (13) sowie einem unteren Teil (14) eingebracht ist, wobei ein Ansatz (18) des unteren Teils (14) gemeinsam mit dem oberen Teil (13) eine Nut (19) zur Aufnahme eines Dichtringes (20) bildet, daß durch eine zylindrische Ver­ längerung (8) des Ventilkörpers (3) im Strömungskanal ein Spalt (9) gebildet, der Ventilkörper (3) in axialer Rich­ tung durch einen, zugleich die Innenseite (15) der Ringnut (10) bildenden Kragen (11) fixiert und eine, in denselben eingebrachte und die Ringnut (10) mit dem Spalt (9) verbin­ dende, Entlastungsbohrung (12) angeordnet ist, wobei die Verlängerung (8) des Ventilkörpers (3) und/oder die Dicht­ schulter (5) im Spalt (21) in Strömungsrichtung eine Dros­ selwirkung erzeugt/erzeugen.

3. Ventil-Meßkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dichtelement (7) in einer Ringnut (10), an der Innenseite (15) durch den Kragen (11), an der Stirn­ seite (16) durch das untere Teil (14) der Buchse, an der Außenseite (17) durch den Grundkörper (1) gebildet wird und die Bohrung (12) im Kragen (11) schräg aufwärts eingebracht ist, wobei diese die Ringnut (10) mit dem Spalt (9) verbin­ det.

4. Ventil-Meßkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das obere (13) sowie das untere Teil (14) der Dichtbuchse an ihrer Außenseite (22) einen mit der Ringnut (10) verbundenen Entlastungskanal (23) aufweisen.

5. Ventil-Meßkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtelement (7) ein Rund­ ring verwendet ist.