DE3404982C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schnell schließendes Rückschlag­ ventil mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Das Rückschlagventil wird durch die Anströmkraft des Mediums gegen den Absperrkegel in Offenstellung gehalten. Kehrt sich in einem Störfall, zum Beispiel durch einen Rohrbruch in der Zuführungsleitung, die Strömung um, so soll durch das eintretende Druckgefälle das Ventil die schadhafte Leitung automatisch und in kurzer Zeit schließen, um dadurch den rückströmenden Massenstrom möglichst klein zu halten. Die Verzögerung des Massenstromes darf aber bei einem solchen Schnellschluß des Absperrkegels nicht zu groß sein, weil dabei die Gefahr besteht, daß Druckstöße auftreten und der Absperrkegel zu hart auf den Absperrsitz schlägt. Diese Gefahrenpunkte werden durch die Dämpfung der Schließgeschwindigkeit vermieden.

Ein schnell schließendes, mit einer Dämpfungseinrichtung ver­ sehenes Rückschlagventil der gattungsgemäßen Art ist aus der DE-OS 27 57 352 bekannt. Bei diesem Rückschlagventil kann der Dämpfungskolben in dem gesamten Hubbereich in den Dämpfungs­ zylinder geführt sein. Der Dämpfungszylinder kann auch ver­ kürzt sein und in einen Raum größeren Durchmessers übergehen. In diesem Fall wird der Dämpfungskolben nur auf dem letzten Teil des Schließhubes geführt. Eine solche Anordnung erfordert ein ausreichend großes Mindestspiel zwischen Dämpfungskolben und Dämpfungszylinder. Je größer aber dieses Spiel ist, desto schlechter ist die Dämpfungswirkung der Schließbewegung. Ein Spalt von vorgegebener Breite ist bei dem bekannten Rückschlag­ ventil zudem notwendig, um über den durch diesen Spalt bedingten Abströmwiderstand für das verdrängte Medium eine gewünschte Charakteristik bezüglich des Schließverhaltens zu erreichen.

In der CH-PS 2 52 865 ist ein mit einer Dämpfungseinrichtung versehenes Rückschlagventil beschrieben. Die Dämpfungsein­ richtung besteht aus einem über den gesamten Hub in einer Laufbuchse geführten Dämpfungskolben, wobei diese Laufbuchse mit einem Raum größeren Durchmessers in Verbindung steht. Der Kolben ist jedoch nicht mit Durchbrüchen versehen, die in Offenstellung in dem Raum größeren Durchmessers und in Schließstellung innerhalb der Laufbuchse liegen und über die der Verlauf der Schließbewegung beeinflußt werden kann.

Aus der DE-OS 27 36 076 ist ein mit einer Dämpfungseinrichtung versehenes Rückströmventil bekannt. Der in dem Ventilgehäuse über den gesamten Hub geführte Dämpfungskolben dieser Dämpfungs­ einrichtung ist mit einer Hülse verbunden, die einseitig durch einen mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Deckel verschlossen ist. Die Hülse enthält Drosselöffnungen, die während der Schließ­ bewegung zunehmend verschlossen werden.

Die CH-PS 3 77 161 zeigt ein Absperrventil, dessen Absperr­ kegel über eine Kolbenstange mit einem in einem Zylinder ge­ führten Kolben verbunden ist. In die Mantelfläche des Kolbens und die Innenfläche des Zylinders sind Entlastungsnuten einge­ arbeitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kolben des gattungsgemäßen Rückschlagventils derart zu gestalten, daß bei einer Verbesserung der Dämpfungswirkung für den Verlauf der Schließbewegung verschiedene Regelcharakteristiken einge­ stellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Rückschlag­ ventil durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei diesem Rückschlagventil bleibt der Kolben in dem gesamten Hubbereich in der Laufbuchse des Dämpfungs­ zylinders geführt, wodurch das Spiel zwischen dem Kolben und dem Dämpfungszylinder im Sinne einer wirksamen Dämp­ fung der Schließbewegung sehr klein gehalten werden kann. Den in den Kolben eingearbeiteten Durchbrüchen kann eine Querschnittsform gegeben werden, die je nach Erfordernis zu variieren ist. Damit können für den Verlauf der Schließgeschwindigkeit verschiedene Regel­ charakteristiken ausgeführt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt ein Rückschlagven­ til, wobei dieses Rückschlagventil in der rechten Hälfte der Zeichnung in Offenstellung in der linken Hälfte in Schließstellung gezeichnet ist.

Das dargestellte, schnell schließende Rückschlagventil weist ein Ventilgehäuse 1 mit einem Eintrittsstutzen 2, einem Austrittsstutzen 3 und einer Gehäusesitzfläche 4 auf. Auf dem Ventilgehäuse 1 ist ein Deckel 5 mit Hilfe von Schrauben 6 befestigt.

In dem Ventilgehäuse 1 ist ein mit einer Dichtfläche 7 versehener Absperrkegel 8 axial verschiebbar angeordnet. Der Absperrkegel 8 weist ein gegenüber seiner Dicht­ fläche 7 vorstehendes Profil 9 auf. Der Absperrkegel 8 ist auf der dem Eintrittsstutzen 2 abgewandten Seite an einer Spindel 10 befestigt, die in einer Führungsbuchse 11 geführt ist. Die Spindel 10 trägt an ihrem Ende einen Kolben 12, der in einem Dämpfungszylinder gleitend ge­ führt ist.

Der Dämpfungszylinder besteht aus einer Laufbuchse 13, an die sich ein Raum 14 von vergrößertem Durchmesser an­ schließt. Die Laufbuchse 13 stellt die Verlängerung der Führungsbuchse 11 dar und bildet mit dieser ein Teil. Die Laufbuchse 13 ist zwischen einer Schulter in dem Ventilgehäuse 1 und in dem Deckel 5 gehalten. Der Deckel 5 ist auf seiner Innenseite mit einer einseitig offenen Ausnehmung versehen, die den Raum 14 oberhalb der Lauf­ buchse 13 bildet.

Der Kolben 12 ist derart in den Dämpfungszylinder ein­ gesetzt, daß er während des gesamten Hubes in der Laufbuchse 13 mit einem sehr kleinen Spiel zur Wan­ dung der Laufbuchse 13 geführt ist. In dem oberen Teil des Kolbens 12 sind Entspannungsnuten 15 vorgesehen, die eine Labyrinthwirkung hervorrufen.

Der Kolben 12 weist auf der dem Ventilkegel 8 zuge­ wandten Seite eine ringförmige Seitenwand auf. In der Seitenwand sind Durchbrüche 16 vorgesehen und derart angelegt, daß sie in der einen Endstellung des Kolbens 12 (rechte Seite der Zeichnung) in dem Raum 14 oberhalb der Laufbuchse 13 und in der anderen Endstellung (linke Seite der Zeichnung) innerhalb der Laufbuchse 13 sich befinden. Die Durchbrüche 16 weisen nur im unteren Teil einen gleichbleibenden Durchtrittsquer­ schnitt auf, der sich nach oben hin zum Beispiel in Form eines Dreiecks verengt.

Der Kolben 12 ist in axialer Richtung von einer oder mehreren Drosselbohrungen 17 durchdrungen. Ebenso ist die Laufbuchse 13 in axialer Richtung mit einer oder mehreren Bohrungen 18 versehen, durch die eine Verbin­ dung zwischen dem Ventilgehäuse 1 und dem Raum 14 ober­ halb des Kolbens 12 hergestellt ist.

Der Absperrkegel 8 wird durch die Anströmkraft des durch den Eintrittsstutzen 2 anströmenden Mediums in Offenstellung gehalten (rechte Seite der Zeichnung). Eine Rückdichtung 19 des Absperrkegels 8 liegt an der Führungsbuchse 11 an. Gleichzeitig befindet sich der größere Teil des Kolbens 12 oberhalb der Laufbuchse 13 in dem Raum 14. Kehrt in einem Störfall, zum Beispiel durch einen Bruch in der zum Eintrittsstutzen 2 des Ventilgehäuses 1 führenden Leitung, die Strömung um, so schließt durch das anstehende Druckgefälle der Absperr­ kegel 8 die schadhafte Leitung automatisch und in kurzer Zeit. Die Schließbewegung des Absperrkegels 8 ist zunächst ungedämpft. Je tiefer im Zuge der Schließbewegung der Kolben 12 in die Laufbuchse 13 eingezogen wird, um so stärker verringern sich die Durchtrittsquerschnitte der Durchbrüche 16 nach Höhe und Breite. Damit wird die Menge des Mediums, das aus dem Zylinderraum unterhalb des Kolbens 12 durch die Durchbrüche 16 entweichen kann, verringert. Nach der völligen Überdeckung der Durchbrüche 16 durch die Laufbuchse 13 kann das Medium nur noch durch die Drosselbohrung 17 entweichen. Die Schließ­ bewegung wird damit zunehmend gedämpft. Durch Änderungen in der Formgebung der Durchtritte 16 können je nach Erfor­ dernis für den Verlauf der Schließgeschwindigkeit ver­ schiedene Regelcharakteristiken ausgeführt werden.

Claims (4)

1. Schnell schließendes Rückschlagventil mit einem Ventilge­ häuse (1) und einem axial frei beweglichen Absperrkegel (8), der ein gegenüber seiner Dichtfläche (7) vorstehendes Pro­ fil (9) aufweist und mit einer Spindel (10) versehen ist, die mit einem Kolben (12) verbunden ist, der in einem Dämpfungs­ zylinder geführt ist, der aus einer Laufbuchse (13) besteht, die auf der dem Absperrkegel (8) abgewandten Seite offen ist und in einen von einem Deckel (5) begrenzten Raum (14) grö­ ßeren Durchmessers übergeht, wobei zwischen dem dem Absperr­ kegel (8) zugewandten Raum des Dämpfungszylinders und dem Ventilgehäuse (1) eine durch die Hubbewegung des Kolbens (12) steuerbare Verbindung vorgesehen ist, gekennzeich­ net durch die Kombination folgender Merkmale:

• - der Kolben (12) ist mit mindestens einer axialen Drossel­ bohrung (17) versehen und in der Laufbuchse (13) während des gesamten Hubes geführt,
• - der Kolben (12) ist auf dem dem Absperrkegel (8) zugewandten Teil seines Umfanges mit Durchbrüchen (16) derart versehen, daß diese bei Offenstellung des Rückschlagventils in den Raum (14) größeren Durchmessers münden und in Schließstellung abgedeckt innerhalb der Laufbuchse (13) liegen.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchbrüche (16) in Schließ­ richtung des Rückschlagventils einen sich verbrei­ ternden Durchtrittsquerschnitt aufweisen.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbuchse (13) in axialer Richtung mit einer durchgehenden Bohrung (18) versehen ist.

4. Rückschlagventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (12) an seinem Umfang mit Entspannungsnuten (15) versehen sind.