-
Die Erfindung betrifft eine Absperreinrichtung aus Kunststoff für Rohrleitungen, mit einem Rohrstück, welches einen Strömungskanal mit einer Kanalsohle ausbildet, mit einer Rückschlagklappe, die um eine Schwenkachse bewegbar im Strömungskanal angeordnet ist, den Strömungskanal in Strömungsrichtung freigibt und in Gegenrichtung sperrt.
-
Absperrarmaturen für Rohrleitungen existieren in verschiedener Form. So sind beispielsweise aus
DE 10 2009 041 054 A1 oder
DE 10 2012 013 151 A1 sogenannte Plattenschieber bekannt,
DE 103 18 699 A1 zeigt einen Kugelhahn. Diese Art von Absperrarmaturen bietet die Möglichkeit, mittels eines Betätigungselementes und eines Ventilkörpers den Durchfluss durch den Strömungskanal einer Rohrleitung zu ermöglichen oder zu verhindern.
-
Den Durchfluss regeln darüber hinaus auch sogenannte Rückschlagklappen, wie sie beispielsweise in
EP 2 476 937 A1 offenbart sind. Im Gegensatz zu den eingangs genannten Absperrarmaturen regeln Rückschlagklappen den Durchfluss durch eine Rohrleitung zumindest teilautonom. Eine Rückschlagklappe ist grundsätzlich so aufgebaut, dass Sie bei anstehendem Fluiddruck den Durchfluss durch den Strömungskanal der Absperrarmatur in einer Strömungsrichtung freigibt, bei einem Fluidlauf in Gegenrichtung den Strömungskanal jedoch sperrt. Dies erfolgt gewöhnlich durch eine Anordnung der Rückschlagklappe im Strömungskanal, die eine Bewegung der Rückschlagklappe durch das in Gegenrichtung fließende Fluid in seine Sperrstellung erzwingt.
-
Grundsätzlich ist es bekannt, dass Rückschlagklappen sich durch ihr Eigengewicht und Wirkung der Schwerkraft bei fehlendem Fluiddruck in Strömungsrichtung selbsttätig schließen. Aus der
EP 2 476 937 A1 ist es darüber hinaus bekannt, die Rückschlagklappe in ihre Sperrstellung durch eine Schenkelfeder zu drängen. Auch ist es aus dem druckschriftlich nicht belegbaren Stand der Technik bekannt, die Rückschlagklappe mit einem außerhalb der Absperrarmatur angeordneten Hebel bewegungszukoppeln. Dieser Hebel ist durch ein Gewicht beschwert, so dass unter Ausnutzung der Schwerkraft das am Hebel angeordnete Gewicht die Rückschlagklappe in ihre Sperrstellung drängt.
-
Die Schenkelfeder oder das Gewicht stellen nicht nur die Rückstellung des Sperrkörpers in seine Sperrstellung sicher. Es ist durch entsprechende Ausgestaltung von Gewicht oder Feder möglich, ein öffnen der Rückschlagklappe erst bei einem anstehenden Mindestdruck des in der Rohrleitung geführten Fluides sicherzustellen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mit Rückschlagklappe ausgestattete Absperreinrichtung für Rohrleitungen in ihrer Funktion zu erweitern und so anderen Verwendungszwecken zugänglich zu machen.
-
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Absperreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit dessen kennzeichnenden Merkmalen, wonach die Absperreinrichtung über einen mit der Rückschlagklappe zusammenwirkenden Sperrkörper verfügt, welcher die Rückschlagklappe gegen einen Fluiddruck in Strömungsrichtung in ihrer Sperrstellung hält.
-
Dank des die Rückschlagklappe in Sperrstellung haltenden Sperrkörpers ist es erstmals möglich, die bislang automatisiert in Abhängigkeit von Fluiddruck und Strömungsrichtung erfolgende Öffnung der Rückschlagklappe zu verhindern und bei Bedarf in das grundsätzliche Funktionsprinzip der Rückschlagklappe einzugreifen. Mit einer derart ausgestalteten Absperrarmatur lässt sich nicht nur ein Rückfluss von Fluiden entgegen der Strömungsrichtung verhindern. Es lässt sich auch der Fluidfluss in Strömungsrichtung bei Bedarf unterbinden, ohne auf die grundsätzlichen Vorteile einer Rückschlagklappe verzichten zu müssen.
-
Es ist insbesondere daran gedacht, dass der Sperrkörper über eine im Wesentlichen vertikal zur Strömungsrichtung gerichtete Spindel in den Strömungskanal einbringbar ist, so dass er in Strömungsrichtung hinter der Rückschlagklappe eingebracht werden kann, um diese in ihrer Sperrstellung zu halten.
-
Dabei wird die Rückschlagklappe in Offenstellung unterhalb des aus dem Strömungskanal entfernten Sperrkörpers angeordnet sein. In Folge dessen wird bei einer Bewegung des Sperrkörpers in den Strömungskanal die Rückschlagklappe vom Sperrkörper aus ihrer Offenstellung in ihre Sperrstellung auch bei in Strömungsrichtung anstehendem Fluiddruck bewegt.
-
Deshalb ist vorgesehen, dass der Sperrkörper zum Sperren der Rückschlagklappe entlang einer Bewegungsbahn in einen in Strömungsrichtung hinter der Rückschlagklappe angeordneten Raum einbringbar ist.
-
Um ein Standhalten der Rückschlagklappe des Sperrkörpers gegen den in Strömungsrichtung anstehenden Fluiddruck sicherzustellen, ist vorgesehen, dass der Sperrkörper zumindest einen Führungsvorsprung aufweist, der in eine vom Rohrstück ausgebildete, parallel zur Bewegungsbahn gerichtete Führungsnut eingreift.
-
Um einen ausreichenden Anpressdruck von Dichtflächen der Rückschlagklappe an gegen Dichtflächen eines Ventilsitzes sicherzustellen, ist vorgesehen, dass die Rückschlagklappe eine mit dem Sperrkörper zusammenwirkende, ausgehend von der Schwenkachse zur Bewegungsbahn des Sperrkörpers geneigte Andruckfläche aufweist.
-
Die Wirkung wird verbessert, wenn der Speerkörper eine mit der Andruckfläche kooperierende Gleitfläche aufweist, die eine der Andruckfläche gleichende Neigung aufweist.
-
Es ist ferner vorgesehen, dass ein Endabschnitt der Führungsnut bogenförmig zur Kanalsohle hin ausläuft.
-
Der wesentliche Vorteil in einer solchen Ausbildung der Führungsnuten ist darin zu sehen, dass sich in den Führungsnuten ansammelnde Rückstände durch die Führungsvorsprünge aus den Führungsnuten in Richtung Strömungskanal ausschieben lassen.
-
Die Erfindung mit ihren Vorteilen wird nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße Absperrarmatur in Axialrichtung des Strömungskanals,
-
2 die Absperrarmatur in 1 gemäß Vertikalschnittlinie Y-Y in zwangsgesperrter Stellung,
-
3 die Darstellung gemäß 2 mit freigegebener Rückschlagklappe,
-
4 die Darstellung der Absperrarmatur in Querschnitt gemäß Schnittlinie X-X in 1.
-
In den Figuren ist eine erfindungsgemäße Absperrarmatur insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen.
-
Sie ist in 1 in Außenansicht dargestellt, 2 stellt eine Schnittansicht gemäß der vertikalen Schnittlinie Y-Y in 1 dar. Die Absperrarmatur 10 wird in ihrer Gesamtheit zunächst an Hand der 1 und 2 beschrieben.
-
Die Absperrarmatur 10 umfasst ein Rohrstück 12 mit einem das Rohrstück 12 durchsetzenden Strömungskanal 11. An den jeweiligen axialen Enden ist das Rohrstück 12 mit Flanschen 13 versehen, welche der Anbindung von abgehenden Rohrleitungen dienen. Das Rohrstück 12 der Absperrarmatur dient der Fluidführung in Strömungsrichtung S.
-
Oberhalb einer Rohrsohle 14 bzw. Strömungskanalsohle 14 ist ein Dom 17 auf das Rohrstück 12 aufgesetzt, dessen Innenraum als Ausweichraum bzw. Aufnahmeraum 15 dient und die welcher Rohrwandung 16 durchsetzt. Auf diese Weise steht der Ausweichraum 15 des Domes 17 mit dem Strömungskanal 11 in Verbindung.
-
Eine Rückschlagklappe 18 ist mit ihrer Schwenkachse 19 schwenkbeweglich im Rohrstück 11 angeordnet. Die Schwenkachse 19 befindet sich im Ausweichraum 15, was ein Ausschwenken der Rückschlagklappe 18 in den Ausweichraum 15 und eine vollständige Freigabe des Strömungskanals 11 ermöglicht. Die Rückschlagklappe 18 ist auf ihrer in Strömungsrichtung S vorn liegenden Ventilkörper 20 versehen, der einen umlaufenden Dichtring 21 trägt. Der Ventilkörper 20 und insbesondere dessen Dichtring kooperiert mit einem rohrstückseitigen Ventilsitz 22.
-
Der Dom 17 trägt eine Abdeckplatte 23, welche den Ausweichraum 15 gegenüber der Außenumgebung verschließt. Er ist mittels geeigneter Schraubbolzen gegen einen Domflansch 33 verspannt und mittels einer Domdichtung 34 gegen Fluidaustritt gesichert.
-
Die Abdeckplatte 32 ist von einem Hülsenbauteil 35 durchsetzt, welches mit einem Führungsabschnitt 36 versehen ist. Eine Spindel 37 ist im Hülsenbauteil 35, gelagert. Die Spindel 37 verfügt über einen Spindellführungsabschnitt 38, welcher mit dem Führungsabschnitt 36 des Hülsenbauteils 35 kooperiert. Der Spindelführungsabschnitt 38 der Spindel 37 ist zwischen einem Spindeltragabschnitt 39 und einem Spindelaußengewinde 40 ausgebildet.
-
Der Spindeltragabschnitt 39 hält einen Sperrkörper 41, welcher rotationsfest im Rohrstück 12 bzw. Dom 17 linear geführt ist. Das Spindelaußengewinde 40 ist in einer Tragglocke 42 geführt, welche auf der Abdeckplatte 32 befestigt ist. Die Tragglocke 42 lagert ein Handrad 43 mit einem zentralen Innengewinde, welches mit dem Spindelaußengewinde 40 zusammenwirkt.
-
Die stromabwärts gelegene Rückseite der Rückschlagklappe 18 ist mit einer Andruckfläche 44 versehen. Die Andruckfläche 44 ist ausgehend von der Schwenkachse 19 der Rückschlagklappe 18 in Richtung Spindel 37 bzw. der spindelparallelen Bewegungsbahn des Sperrkörpers 41 geneigt. Mit der Andruckfläche 44 korrespondiert eine Gleitfläche 45 des Sperrkörpers 41. Diese ist der Andruckfläche 44 zugewandt und somit gegen die Strömungsrichtung S gerichtet. Die Gleitfläche 45 weist eine der Andruckfläche 44 gleichende Neigung auf.
-
3 und 4 zeigen, dass die Rohrwandung 16 im Bereich des Ausweichraumes Führungsnuten 46 ausbilden, die spindelparallel bzw. parallel zur Bewegungsbahn des Sperrkörpers 41 ausgerichtet sind. Der Sperrkörper 41 ist mit Führungsvorsprüngen 47 versehen, die in die Führungsnuten 46 eingreifen. Die Führungsvorsprünge 47 sind quer zur Strömungsrichtung S bzw. radial in Bezug auf das Rohrstück 12 gerichtet und halten den Sperrkörper 41 gegen den Fluiddruck. Die Führungsnuten 46 weisen eine Besonderheit auf. Sie verlaufen mit einem Endabschnitt bogenförmig in Richtung Rohrsohle 14, so dass sich in den Führungsnuten 46 möglicherweise ansammelnde Ablagerungen von den Führungsvorsprüngen 47 ausgeschoben werden können.
-
Bei der vergleichenden Betrachtung der 2 und 3 fällt auf, dass die Stellung der Rückschlagklappe 18, der Spindel 37 und des Sperrkörpers 41 unterschiedlich ist. In 3 ist der Sperrkörper 41 in den Aufnahmeraum 15 eingefahren, die Rückschlagklappe 18 befindet sich beispielsweise aufgrund eines den Strömungskanal 11 durchfließenden Fluides in Offenstellung. In dieser Offenstellung ist die Rückschlagklappe 18 aus dem Strömungskanal 14 herausgeschwenkt und in den Ausweichraum 15 eingetaucht. Dabei kann sie, wie in 3 dargestellt, an der Unterseite des Sperrkörpers 41 anliegen.
-
Wenn der Sperrkörper in der in 3 dargestellten Position innerhalb des Aufnahmeraumes 15 angeordnet ist, reagiert die Rückschlagklappe 18 in der aus dem Stand der Technik gewohnten Weise. Bei einem in Strömungsrichtung S anstehenden Fluiddruck wird sich die Rückschlagklappe 18 öffnen und den Strömungskanal 11 freigeben. Bei fehlendem Fluiddruck oder einem Fluidrückstrom entgegen der Strömungsrichtung S wird sich die Rückschlagklappe 18 in ihre Sperrstellung bewegen (s. 2) und den Rückfluss von Fluid verhindern.
-
Dank des in den Strömungskanal einbringbaren Sperrkörpers 41 lässt sich die Rückschlagklappe 18 jedoch in ihrer Sperrstellung arretieren. Hierzu wird das Handrad 43 gedreht, so dass sich die Spindel 37 aufgrund des Zusammenwirkens von Handrad-Innengewinde und Spindel-Außengewinde 40 in Richtung Strömungskanalsohle 14 bewegt. Der Sperrkörper gelangt bei geschlossener Rückschlagklappe 18 in den in Strömungsrichtung S hinter der Rückschlagklappe 18 gelegenen Raum des Strömungskanals 11. Die Gleitfläche 45 des Sperrkörpers 41 läuft auf die Andruckfläche 44 der Rückschlagklappe 18 auf. Durch die Schrägflächenpaarung 44/45 kann ein Anpressdruck auf die Rückschlagklappe 18 ausgeübt werden, so dass der Ventilkörper 20 mit seinem Dichtring 21 fest in den Ventilsitz 22 hineingedrückt wird. Bei einem Drehen des Handrades 43 in Gegenrichtung steigt die Spindel 37, so dass der Sperrkörper 41 von der Rohrsohle 14 wegbewegt und in den Aufnahmeraum 15 hineinbewegt wird. Auf diese Weise wird die Rückschlagklappe 18 freigegeben und kann – in Abhängigkeit vom anstehenden Fluiddruck und der Fließrichtung des Fluides – die übliche Rückschlagklappen-Funktion ausüben.
-
Es ist jedoch auch möglich, bei in Strömungsrichtung anstehendem Fluiddruck die Rückschlagklappe 18 mittels des Sperrkörpers 41 in den Strömungskanal 11 in Richtung Geschlossenstellung hineinzubewegen. In diesem Fall drückt der Sperrkörper 41 die Rückschlagklappe 18 gegen den Fluiddruck in Richtung Ventilsitz 22. Auf diese Weise ist es möglich zwischen der Offenstellung und der Sperrstellung auch verschiedene Zwischenstellungen zu realisieren und so die Durchflussmenge zu regulieren.
-
Festzuhalten ist, dass die Absperrarmatur weitestgehend aus Kunststoff besteht. Insbesondere das die Absperrarmatur 10 umfassende Gehäuse, also das Rohrstück 12, der Dom 17, die Flansche 13 und die Abdeckplatte 32 sowie auch die Rückschlagklappe 18 und der Sperrkörper 41 sind bevorzugt Kunststoffteile. Der wesentliche Vorteil besteht insbesondere in der Korrosionsunanfälligkeit des Materials sowie in Gewichtsersparnis, was die Handhabung der Absperrarmatur 10 insbesondere bei der Montage wesentlich erleichtert. In der Regel wird die Spindel 37 und das Handrad 43 sowie die Führungsglocke 42 aus Metall gearbeitet sein, da Kunststoff in der Regel für solche Teile keine ausreichende Festigkeit aufweist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Absperrarmatur
- 11
- Strömungskanal
- 12
- Rohrstück
- 13
- Flansch
- 14
- Rohrsohle / Strömungskanal-Sohle
- 15
- Ausweichraum / Aufnahmeraum
- 16
- Rohrwandung
- 17
- Dom
- 18
- Rückschlagklappe
- 19
- Schwenkachse
- 20
- Ventilkörper
- 21
- Dichtring
- 22
- Ventilsitz
- 32
- Abdeckplatte
- 33
- Domflansch
- 34
- Domdichtung
- 35
- Hülsenbauteil
- 36
- Führungsabschnitt
- 37
- Spindel
- 38
- Spindelführungsabschnitt
- 39
- Spindeltragabschnitt
- 40
- Spindelaußengewinde
- 41
- Sperrkörper
- 42
- Tragglocke
- 43
- Handrad
- 44
- Andruckfläche
- 45
- Gleitfläche
- 46
- Führungsnut
- 47
- Führungsvorsprung
- S
- Strömungsrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009041054 A1 [0002]
- DE 102012013151 A1 [0002]
- DE 10318699 A1 [0002]
- EP 2476937 A1 [0003, 0004]
