DE2653158C2 - Rückschlagklappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eic= Rückschlagklappe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Rückschlagklappen werden vorwiegend auf der Druckseite von Kreiselpumpen verwendet, um nach Beendigung des Pumpvorganges ein Rückströmen des geförderten Mediums durch die Pumpe hindurch in den Anwendungsfällen zu verhindern, bei denen nach «o Abschalten der Pumpe in der Druckleitung ein Restdruck verbleibt. Dieser kann aus einem geodätischen Höhenunterschied herrühren, er kann aber auci> durch das Gaspolster eines Druckbehälters oder durch Gaseinschlüsse innerhalb einer mit unterschiedlichem *5 Niveau verlegten Druckleitung vorhanden sein. Aufgrund von Erfahrungen an ausgeführten Anlagen ist bekannt, daß die in dieser Weise verwendeten Rückschlagklappen nach dem Abschalten der Pumpe infolge sich innerhalb des Druckrohres entspannender Druckwellen zum Schlagen neigen. Bei diesem Vorgang wird der Schließtcller der Rückschlagklappe abwechselnd von seinem Sitz hochgerissen und wieder mit hoher Geschwindigkeit auf den Sitz zurückgeschleudert, was zu Beschädigungen an Armaturen, Rohrleitungen und Bauwerken führen kann. Insbesondere bei der Förderung von Abwasser kommt es zu hohen Druckstößen. Das liegt unter anderem daran, daß in Abwässern große Mengen an Gasen gelöst sind, die bei Druckänderungen, wie sie auf Grund von Druckwellen so innerhalb der Druckleitungen vorkommen, entweder freiwerden oder in Lösung gehen, was in der Regel zu einer Verstärkung der Druckwellen führt. Die zumindest im Zusammenhang mit der Förderung von Abwässern auftretenden Druckwellen erreichen dabei nicht nur extrem hohe Spitzenwerte, sondern weisen /ι; η Teil eine so hohe Frequenz auf, daß die Rückschlagklappe in einer geöffneten Stellung hin- und herschwingt, also die Überdruckperioden nicht ausreichen, den Schließteller der Rückschlagklappe auf seinen Sitz zu drücken; die nächste Niederdruckperiode reißt ihn bereits wieder in Richtung auf die Öffnungslage hoch.

Durch die DE-OS 17 50 439, von der die Erfindung ausgeht, ist schon eine Rückschlagklappe bekannt, die einen Schließteller hat, welcher mit öffnungen versehen ist Die Öffnungen im Schließteller sind mit Hilfe zugeordneter Deckel — nachfolgend als Sattelklappen bezeichnet — verschließbar. Der Zweck dieser Öffnungen besteht darin, auftretenden Saug- oder Stoßwellen im voraus derart entgegenzuwirken, daß die Rückschlagklappe nicht allzu großen Belastungen ausgesetzt ist Zu diesem Zweck sind die den Öffnungen zugeordneten Sattelklappen mittels einer Hydraulikvorrichtung zwangsgesteuert so daß die Öffnungen im Schließteller beim Schließen der Rückschlagklappe unabhängig von äußeren Einflüssen noch eine bestimmte Zeitlang geöffnet bleiben. Es wird also beim Schließen der Rückschlagklappe bewußt ein Rückfluß durch die noch offenen öffnungen zugelassen, um die Wirkung der Saug- oder Stoßwellen auf die Rückschlagklappe herabzusetzen. Dies führt zwar zu einer gewissen Schonung der Rückschlagklappe, jedoch ist die Konstruktion mit den über eine eigens zu diesem Zweck vorgesehene Hydraulikvorrichtung zwangsgesteuerten Sattelklappen sehr aufwendig und damit auch reparaturanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffer*, und demgegenüber die schädliche Wirkung der gefährlichen Druckstöße auf die Rückschlagklappe auf einfachere Weise zu vermindern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Rückschlagklappe dadurch, daß die gegenüber dem Schließteller leichte Sattelklappe freibeweglich angeordnet ist.

Der entscheidende Gesichtspunkt besteht also darin, daß die leichte Sattelklappe beinahe trägheitslos auf geringste Druckunterschiede !«agiert. Es wird also ganz bewußt auf die bekannte Zwangssteuerung der Sattelklappe verzichtet, die bei der Erfindung lediglich durch das Medium gesteuert ist.

Insbesondere bei großen Rohren weisen die Schließteller wegen ihres hohen Gewichts erhebliche Trägheitskräfte auf, die zu entsprechend verzögerten Bewegungen führen. Dies bedeutet aber, daß bis zu einer Entspannung, beispielsweise einer Niederdruckperiode in der Druckleitung, durch öffnen des Schließtellers der niedrige Druck ziemlich lange anstehen muß bzw. sehr weit abfallen muß. bis der Schließteller von seinem Sitz abhebt. Ein Entspannen der Druckwellen kann bei diesen Verhältnissen kaum eintreten, da jeweils große Kräfte zur Bewegung des Schließtellers notwendig sind. Wenn jedoch gemäß der Erfindung die Sattelklappe eine relativ kleine Öffnung in dem Schließtellcr verschließt, kann sie aus Festigkeitsgründen sehr leichtgewichtig ausgeführt sein, so daß die Sattelklappe gegenüber Druckänderungen innerhalb der Druckleitung sehr empfindlich ist und für eine schnelle Ausgleichsreaktion sorgt, Auf Grund ihres geringen Gewichtes kann die Sattelklappe bereits kleinsten Druckänderungen bzw. nur sehr kurz andauernden Druckunterschieden unmittelbar folgen; vorausgesetzt, daß die herrschenden Drucke gerade die öffnung des L>cckels bewirken.

Falls es sich als notwendig erweisen sollte, daß zum Ausgleich der Druckwelle relativ große Mengen des zu

fördernden Mediums von einer Seite des SchJießtel|ers auf die andere Seite strömen tnössen, brauchen die Sattelklappen nicht vergrößert zu werden, sondern es ist möglich, ihre Anzahl zu vergrößern, wodurch der verfügbare Querschnitt vergrößert, nicht jedoch die Massenkräfte verändert werden.

Die die Öffnung im Schließteller verschließende Sattelklappe kann gegenüber der Rückschlagklappe gleichsinnig oder gegensinnig angebracht werden; das bedeutet, daß sich einmal die Sattelklappe beim Anschalten der Pumpe öffnet, oder daß zum anderen die Sattelklappe beim Anschalten der Pumpe gegen die den Sitz zugewandte Seite des Schließtellers gedrückt wird. Im letztgenannten Fall und bei einer Einbaulage der Rückschlagklappe, deren Schließteller in der Schließlage annähernd horizontal liegt und nach oben abhebt, ist es vorteilhaft, die Sattelklappe mit Hilfe einer Feder an den Schließteller anzudrücken. Diese Maßnahme kann im übrigen bei gleicher Einbaulage der Rückschlagklappe auch auf eine an der Oberseite des Schließtellers angebrachte Sattelklappe angewandt werden.

Um nicht nur in einer Sitrömungsrichtung einen Ausgleich der Druckwellen zu bewirken, ist η einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß innerhalb des Schließtellers mindestens zwei Öffnungen und zwei Sattelklappen vorgesehen sind, wobei mindestens eine Sattelklappe auf der einen Seite des Schließtellers und eine Sattelklappe auf der anderen Seite des Schließtellers angeordnet ist Je nach dem Druckniveau der Druckwelle, das eine entsprechende Strömungsrichtung des innerhalb der Druckleitung befindlichen Mediums zur Folge hat, gibt dann entweder die eine oder die andere Sattelklappe die zugeordnete Öffnung innerhalb des Schließtellers frei. Auch hier kann durch Vervielfältigungen derselben Deckeltypen eine Vergrößerung der Durchtrittsfläche ohne Vergrößerung der Massenkräfte bewirkt werden.

Da die Rückschlagklappe bei der Erfindung nicht zwangsgesteuert ist, sondern dem Medium fast trägheitslos folgt, wird auch ein Rückfluß des Mediums durch die Öffnungen im Schließteller vermieden, wie er bei der bekannten Rückschlagklappe gemäß der DE-OS 17 50 439 bewußt zugelassen wird. Dort können also die Druckwellen in nachteiliger Weise zu der Pumpe gelangen und Beschädigungen hervorrufen. Demgegenüber wird bei der Erfindung in vorteilhafter Weise vermieden, daß die Pumpe den schäcMichen Einflüssen der Druckwellen ausgesetzt ist.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Querschnittsansicht durch eine Rückschlagsklappe mit einem Schließteller und einer Sattelklappe, und

Fig.2 die Schnittansicht gemäß der Linie H-Il in Fig. 1.

In das übliche Gehäuse 1 einer bekannten Rückschlagklappe ist ein Schließteller 2 eingebaut. An der Ober- und Unterseite des Gehäuses I ist jeweils ein Flansch 4 zur Befestigung der Rückschlagklappe innerhalb einer Druckleitung angeordnet. An der Seite des Gehäuses 1 oefindet sich ein Wartungsdeckel 6, nach dessen Entfernen der Schließteller 2 einschließlich seiner Halterung aus- und eingebaut werden kann. Die Halterung besteht im wesentlichen aus einer Anschraubleiste 12, die mit Hilfe von außerhalb des Gehäuses 1 zugänglichen Schrauben 10 befestigt ist und einer zwischen der Anschraubleiste 12 und dem Schließteller 2 zueeordneten elastischen Lasche 14, die die gelenkige Befestigung des SehJießtellers 2 gegenüber dem Gehäuse 1 darstellt, Sie gestattet nicht nur das Aufklappen des Schließtellers 2 in einer Winkelbewegung nach oben, sondern sie bewirkt auch das Ausrichten des Schließtellers 2 gegenüber der -durch einen Sitz 16 definierten Auflagefläche,

Der Schließteller 2 ist mit einer öffnung 18 versehen, die in dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel von einer auf der Oberseite des Schließtellers 2 aufliegenden Sattelklappe 20 verschlossen wird. Die Sattelklappe 20 ist dem Prinzip nach dem Schließteller 2 gleich, d, h^ es ist eine Anschraubmöglichkeit ähnlich der Anschraubleiste 12, ein Teller ähnlich dem Schließteller 2 und eine Lasche ähnlich der Lasche 14 vorgesehen (der Einfachheit halber sind die genannten drei Bestandteile der Sattelklappe 20 nicht mit Bezugszeichen versehen). Die Sattelklappe 20 muß im Vergleich zu dem Schließteller 2 nur die im Durchmesser relativ kleine öffnung 18 abdecken, während der Schließteller 2 eine Fläche gemäß der entsprechenden Nennweite des Gehäuses 1 abdecken muß. Dadurch ist die Sattelklappe 20 <..>osentlich leichter und somit weniger träge als der ScV/ließtelier 2. Druckwellen innerhalb der an das Gehäuse 1 angeschlossenen Druckleitung können dadurch leichter entspannt werden, weil bereits geringe oder nur kurz andauernde Druckunterschiede bei entsprechender Wirkrichtung (in diesem Fall als Saugwirkung oberhalb des Schließtellers 2) die Sattelklappe 20 von ihrer die öffnung 18 verschließenden Ruheposition abzuheben vermögen. Auf diese Weise kann sofort das unterhalb des Schließtellers 2 befindliche Medium durch die Öffnung 18 nachströmen, wodurch die Entspannung der Druckwellen bewirkt wird. Falls danach in der Druckleitung wieder ein Druckanstieg erfolgt, wird die Sattelklappe 20 unmittelbar nach Änderung des Druckniveaus wieder in ihre Schließlage zurückkehren, so daß sich nicht erst hohe Geschwindigkeiten des in dem Gehäuse 1 befindlichen Mediums durch die Öffnung 18 aufbauen können. Entsprechend geriu-g ist dann auch der Schlag mit dem sich die Sattelklappe 20 auf den in Ruhe befindlichen Schließtelier 2 niederlegt.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform ermöglicht eine Entspannung der Druckwellen dadurch, daß das oberhalb des Schließtellers 2 befindliche Medium eine Saugwirkung auf den Schüeßteller ausübt. Um auch im Falle einer Druckwirkung an dieser Stelle eine Entspannung zu erreichen, kann der Schließtelier 2 neben der Sattelklappe 20 eine weitere, nicht dargestellte Sattelklappe auf ihren dem Sitz 16 zugewandten Unterseite aufweisen, die eine zusätzlich, ebenfalls nicht dargestellte Öffnung in ihrer Schließlage abdeckt. Damit die Rückschlagklappe insgesamt ihre Funktion behält, muß diese zusätzliche Sattelklappe dann mit einer Fuder geschlossen gehalten werden, deren Schließkraft so groß ist, daß die Sattelklappe bei maximal erreichbarer geodätischer Wasserhöhe oberhalb des Schließtellers 2 noch geschlossen ist, bei Drücken, die darüber hinausgehen, jedoch aufgedrückt wird. Derartige ftderbelastete Deckel sind bekannt und brauchen deshalb hier jetzt nicht näher erläutert zu weFden. Im übrigen kann die Sattelklappe 20 und auch die gegebenenfalls auf der Unterseite des SchlieDtellers 2 angeordnete weitere Sattelklappe einschließlich der zugehörigen Öffnungen 18 mehrfach vorhanden sein, falls es erforderlich iM, extrem leichte Sattelklappen zu verwenden — dies bedeutet, daß die zugehörigen Öffnungen 18 einen kleinen Durchmesser haben — aber

dennoch für den Ausgleich der Druckwelle einen großen Durchtrittsquerschnitt /ti bekommen.

Unabhängig davon, welches Ausführungsbeispiel für den Schließteller 2 gewählt wird, sind die jeweiligen Sattelklappen in der Öffnungslage des Schließtellcrs 2 jeweils unwirksam, d. h., sie behindern die normale Funktion des Schließtellers 2 in keiner Weise. Selbst wenn z. B. kurz nach Anschalten der die Druckleitung speisenden Pumpe eine der Sattelklappen durch den dann einzusetzenden Pumpendruck wegen ihrer geringen Massenträgheit öffnet, so führt das lediglich zu einem geringfügig verzögerten Abheben des Schließtel· lers 2 von dem Sitz 16. was keinesfalls störend ist, sondern im Gegenteil das Anschwellen der Strömung innerhalb des Gehäuses 1 weicher werden läßt. Bei voll geöffnetem Schließteller 2 bleiben die Sattclklappen in der Schließlage, da auf beiden Seiten des Schließtellers 2 annähernd der gleiche Druck herrscht und dieser nur durch den Impulsstrom des durch das Gehäuse 1 strömenden Mediums offengehalten wird.

Bei Zwangsbelüftungen von Abwasser- und Wasseranlagen werden innerhalb der Leitungen zwischen der zu belüftenden Stelle und dem Gebläse oder den Gebläsen oftmals den Rückschlagklappen für Flüssigkeiten ähnliche Klappen eingesetzt, deren hauptsächlicher Lnterschied in der leichteren Bauweise liegt. Auch diese Klappen neigen oft zum Schlagen, so daß die Erfindung auch für diese Art von Klappen mit Erfolg angewendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rückschlagklappe in einer intermittierend durchströmten Druckleitung, bestehend aus einem elastisch oder gelenkig befestigten Schließteller, der in seiner Schließlage flüssigkeits- oder gasdicht auf einem Sitz aufliegt und in seiner Öffnungslage gegen die Wirkung des eigenen Gewichts und/oder einer Feder von dem strömenden Medium von dem Sitz abgehoben ist, und der mindestens eine öffnung to aufweist, die mit Hilfe mindestens einer beweglich gelagerten Sattelklappe verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber dem Schließteller (2) leichte Sattelklappe (20) freibeweglich angeordnet ist

2. Rückschlagklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sattelklappe (20) auf der dem Sitz (16) abgewandten Seite des Schließtellers (2) angeordnet ist

3. Rückschlagklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sattelklappe (20) federbelastet an dem Schließteller (2) anliegt

4. Rückschlagklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Schließteller (2) mindestens zwei öffnungen (18) und zwei Sattelklappen (20) aufweist wobei jeweils mindestens eine Sattelklappe auf der einen Seite des Schlü-ßtellers (2) und eine Sattelklappe auf der anderen Seite des Schließtellers (2) angeordnet ist.

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