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Flachschlauch-Ventil
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Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Verhindern einer unerwünschten Förderung eines Fluids oder einer Dispersion mit
einer Flüssigkeit oder einem Gas als Trägermedium durch eine Leitung aus einem Bereich
höheren Drucks in einen Bereich niederen Drucks.
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Bei der Aufgabe, fluide Medien von einem Druckniveau auf ein anderes
zu fördern, tritt die Schwierigkeit auf, daß bei einer systembedingten oder gewollten
Unterbrechung der Förderung immer noch unkontrolliert Produkt von einem in den anderen
Behälter gelangt.
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Bei bekannten Dosiervorrichtungen (Verdränger-Zentrifugal-Exzenterschneckenpumpen)
werden Druckhalteventile, die mit Federkraft schließen oder Rückschlagventile eingesetzt,
um den Förderstrom zu unterbrechen, wenn der. Druck auf der Druckseite der Pumpe
einen bestimmten Wert unterschreitet. Verschleiß, Korrosion und Verstopfung der
Ventile kann zu Problemen führen.
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Auf gabe der Erfindung ist eine Vorrichtung, mit der selbsttätig verhindert
wird, daß ein Fluid unerwünscht durch eine Leitung aus einem Bereich höheren Drucks
in einen Bereich niederen Drucks gelangt.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in die Leitung oder an das Ende
der Leitung ein Flachschlauchstück ein- bzw. angebaut ist, dessen freier Querschnitt
null ist, solange der Druck in der Leitung nicht höher ist als der Druck um den
Flachschlauch.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Flachschlauchstück von
einem Gehäuse umgeben und es sind Mittel vorhanden, um einen erforderlichen Druck
um das Flachschlauchstück einstellen zu können. So läßt sich unabhängig vom Druckniveau
des zu fördernden Fluids stets erreichen, daß eine unerwünschte Förderung des Fluids
vermieden wird.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist an dem Flachschlauchstück
eine Quetschvorrichtung vorhanden. Mit ihr kann mechanisch oder pneumatisch oder
hydraulisch von außen auf das Flachschlauchstück gedrückt werden und zusammen mit
dem Flachschlauchstück wird dadurch der pulsierende Förderstrom vergleichmäßigt.
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Die gleiche Wirkung wie mit der Quetschvorrichtung kann auch durch
eine entsprechende Vorspannung des Flachschlauchstückes erreicht werden.
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Auch ohne die Quetschverrichtung wirkt das Flachschlauchstück wegen
der Elastizität des Schlauchwerkstoffs als Pilsationsdänpfer.
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Das Flachschlauchstuck muß aus einem elastischen Werkstoff hergestellt
sein. Ausgegangen werden kann beispielsweise von zwei thermoplastischen unststoffolien
oder Teflonfolien, die am Rand verschweißt, verklebt oder versintert werden oder
von einem runden Gummischlauch, der vor der Vulkanisation flachgequetscht wird,
oder auch von entsprechenden Formstücken.
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Die Vorrichtung weist folgende Vorteile auf: Einfacher Aufbau, Wartungsfreiheit,
geringer Verschleiß, hohe Dichtigkeit, keine Verstopfung, minimaler Platzbedarf,
keine beweglichen Teile im Inneren, geringerer Energieverbrauch der Pumpe, niedrige
Investitionskosten.
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Die Erfindung ist beispielhaft in der Figur dargestellt und im folgenden
weiter beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 Schema einer Dosiervorrichtung Fig. 2 Schlauchventil
von der Seite Fig. 3 Quetschvorrichtung Fig. 4 gekapseltes Schlauchventil in einer
Leitung Fig. 5 gekapseltes Schlauchventil am Ende einer Leitung Fig. 6 Querschnitt
des Flachschlauchstückes im unbelasteten Zustand Fig. 7 Einsatz des Schlauchventils
bei der Förderung eines Fluids mit über dem Atmosphärendruck liegendem Druck Fig.
8 Einsatz des Schlauchventils als Rückschlagventil
In der Fig. 1
ist schematisch der Einsatz des erfindungsgemäßen Schlauchventils 1 dargestellt,
wenn Flüssigkeit aus einem Vorracsbehälter 2 in einen Vakuumbehälter 3 eindosiert
werden muß. Aufgabe des Flachschlauchventiles 1 ist es hier zu verhindern, daß nach
Abstellen der Dosierpumpe 4 noch weiter Flüssigkeit in den Behälter 3 gelangt. Das
Schlauchventil 1 ist ein in die Leitung eingebautes Flachschlauchstück das ohne
Druckgehäuse unter Atmosphärendruck betrieben wird. Vakuumbehälter bedeutet in diesem
Zusammenhang, daß der Druck P3 unter Atmosphärendruck, gewöhnlich unter 50 mbar,
sein soll, während im Vorratsbehälter 2 die Flüssigkeit unter Luftdruck P1 oder
auch unter höherem Druck P1 stehen kann.
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Durch die Pumpe 4 wird der Flüssigkeitsdruck von P1 auf P2 erhöht,
dadurch kann Flüssigkeit durch die Leitung 5 und das Ventil 1 gefördert werden.
Die Leitung 6 soll auf eine Verbindung mit einer Vakuumpumpe hinweisen.
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Die in den Vakuumbehälter 3 eingespeiste Flüssigkeit wird durch die
Pumpe 4 dosiert, die Menge durch den Strömungsmesser 7 kontrolliert. Das Flachschlauchventil
1 ist in Fig. 2 in Draufsicht dargestellt. Es besteht aus einem Flachschlauch 10
mit beidseitigen Anschlüssen zur Druckseite 11 und Vakuumseite 12. In diesem Beispiel
besteht der Flachschlauch 10 aus zwei Folien, die auf beiden Seiten überlappend
verschweißt sind 13. Der Flachschlauch ist auf beiden Seiten mit Rohrschellen 14
an Rundrohren 15,16 befestigt.
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In diesem Beispiel ist an dem Flachschlauch 10 eine Quetschvorrichtung
17 angebracht. Zwischen der Quetschvorrichtung 17 und der Vakuumanschlußseite 12
muß noch
ein ausreichendes Stück Schlauch als Flachschlauch ausgebildet
sein. Es ist zweckmäßig, einen längeren Bereich zwischen der Quetschvorrichtung
17 und der Anschlußseite 11 zum Druckbehälter vorzusehen, weil damit eine Pulsationsdämpfung
erreicht werden kann. Dieser Bereich ist größenordnungsmäßig 10-mal länger als der
Durchmesser.
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In Fig. 3 ist die Quetschvorrichtung 17 im Schnitt A-B (Fig. 2) dargestellt.
Mit Hilfe des Kolbens 18 und der Feder 20 kann der Druck der Platte 19 auf dem Flachschlauch
10 eingestellt werden.
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In den Fig. 4 und 5 sind die gekapselte Flachschlauchstücke dargestellt.
Analoge Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet. In
Fig. 4 ist auch eine Quetschvorrichtung 17 angedeutet. Das Gehäuse 20 muß so groß
sein, daß das Flachschlauchstück 13 in seiner Verformung nicht behindert wird. über
den Stutzen 21 kann der Druck im Gehäuse 20 um das Flachschlauchstück pneumatisch
oder hydraulisch eingestellt werden.
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Eine abgewandelte Form des gekapselten Schlauchventils ist in Fig.
5 dargestellt. Das Flachschlauchstück 13 verbindet nicht direkt die beiden Rohre
15 und 16 sondern das Rohr 15, das zu dem Bereich niederen Drucks führt, ist gasdicht
mit dem Gehäuse 20 verbunden. In dieser Ausbildung hat das Flachschlauchstück nicht
primär die Aufgabe ein unerwünschtes "Nachtropfen" zu verhindern, sondern es wirkt
hauptsächlich als Rückschlagventil. Während bei einer Vorrichtung wie in
Fig.
2 oder 4 die Förderung des Fluids oder der Dispersion in beiden Richtungen erfolgen
kann mu;. die Förderrichtung bei der Fig. 5 beim Einbau besond(rs beachtet werden.
Auch hier muß das Gehäuse 20 entsprechend groß sein, damit das Flachschlauchstück
13 schließen kann, solange der Druck in der Rohrleitung 15 nicht höher ist als der
Druck im Gehäuse 20 um das Flachschlauchstück 13.
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In Fig. 6 ist der Querschnitt durch das Flachschlauchstück 13 gemäß
Schnitt C-D in Fig. 5 dargestellt.
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Zwei Anwendungsbeispiele eines gekapselten Schlauchventils gemäß Fig.
4 sind in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Die Bezugszeichen sind die gleichen wie
in Fig. 1. Im ersten Fall soll ein fluides Medium aus einem Vorratsbehälter 2 mit
einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck P1 in einen Auffangbehälter 3 mit
ebenfalls über dem Atmosphärendruck liegendem Druck P3 eindosiert werden, wobei
1 > P3 ist. Das Flachschlauchventil 1 ist gemäß Fig. 4 mit einem Gehäuse 20 versehen,
im Raum um das Flachschlauchstück herrscht wegen der Verbindungsleitung 30 der gleiche
Druck wie im Vorratsbehälter 2. Eine Dosierung ist nur möglich, wenn durch die Pumpe
4 der Druck von P1 auf P2 erhöht wird.
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Eine andere Anwendungsmöglichkeit ist in Fig. 8 dargestellt. Hier
soll ein fluides Medium aus dem Vorratsbehälter 2 in einen Auffangbehälter 3 gefördert
werden, der unter einem höheren Druck steht, d.h. P3 ist größer als P1. Durch die
Leitung 31 ist sicher-
gestellt, daß der Druck um das Flachschlauchstück
im Gehäuse 20 nicht kleiner ist als der Druck P3 im Auffangbehälter. Damit ein Fluid
vom Vorratsbehälter 2 zum Auffangbehälter 3 gefördert werden kann, muß natürlich
der Betriebsdruck in der Pumpe 4 P2 größer als P3 sein. Wird jedoch die Pumpe abgestellt
und sinkt dadurch der Druck in der Leitung 5 auf einen kleineren Druck als P3 so
hat sich herausgestellt, daß das Flachschlauchventil 1 als sicheres Rückschlagventil
wirkt.