DE3518582A1 - Rueckschlagventil fuer fluessige und luft- bzw. gasfoermige stroemungsmittel - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, und dieses Rückschlagventil ist zu vergleichen mit Ventilen, die aerodynamische oder strömungsmitteldynamische Kanäle haben, da dieses auch mit einem Verschlußschieber, der mit einer Dichtung versehen, geformt und in einem geeigneten Gehäuse beweglich ist, ausgerüstet ist.

Rückschlagventile dieser Art werden stets mit Verschluß-Schiebern und Führungskomponenten derselben, hergestellt aus Kunststoffmaterial, aufgebaut.

Diese Ventile, die mehr oder weniger bekannt sind und benutzt werden und die den Konstrukteur zu schweren Materialauswahlen und sehr genauen und teuren Kontrollen zwingen, lösen die Schwierigkeit nicht angemessen, welche die Dichtungen bzw. die Abdichtungen betrifft, da derartige Elemente aus Kunststoffmaterial Änderungen und Deformationen erfahren, die u.a. durch die Temperaturen des Strömungsmittels hervorgerufen werden, das durch dieselben bzw. durch die Ventile hindurchgeht.

Mit der vorliegenden Erfindung soll dieser Nachteil beseitigt werden, so daß das erfindungsgemäße Rückschlagventil einen Verschlußschieber hat, der perfekt ist und sich geführt in einem Gehäuse bewegt, wobei er der Deformationswirkung von Strömungsmitteln, die hohen oder niedrigen Temperaturen ausgesetzt sind bzw. hohe oder niedrige Temperaturen haben, nicht ausgesetzt ist.

Dieses Ziel wird durch Elemente erreicht, die mit speziellen Formen versehen sind, es wird zustande gebracht mit geeigneten Materialien und gemäß angemessenen Methoden

der Konstruktion. Das oben erwähnte Ventil wird erhalten mittels der folgenden Elemente: mittels eines metallischen Körpers, der einen hohlen Kern hat; mittels zweier Kappen, die auch metallisch, geformt und gegenüberliegend sind; mittels eines Verschlußschiebers mit einer Dichtung, der in dem zylindrischen Hohlraum des Kerns beweglich ist; und mittels einer Feder, welche den Verschlußschieber konstant bzw. permanent mit einem Druck beaufschlagt, aufgrunddessen das Ventil geschlossen wird, und welche denselben enthält oder im oder am Verschlußschieber angeordnet ist.

Das Ventil nach der Erfindung hat insbesondere die folgenden Vorteile:
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(1) Es schaltet ein Festfressen, Verklemmen o.dgl. des Verschlußschiebers in dessen Gleit- bzw. Verschiebesitz aus.

(2) Es hat einen aerodynamischen und strömungsmitteldynamischen Kanal, der leicht und vorteilhaft für den Durchgang von Strömungsmitteln geeignet bzw. hergerichtet ist, welchen das Ventil unterbricht bzw. sperrt.

(3) Der Aufbau und der Zusammenbau des Ventils ist leicht, einfach und schnell zu bewerkstelligen, und zwar aufgrund der Einfachheit der Elemente, aus denen es besteht .

(4) Es schaltet nahezu vollständig Wirbel und Turbulenzen aus, die sonst in dem Kanal auftreten, in welchem das Strömungsmittel hindurchgeht.

Nach diesen zusammenfassenden Erläuterungen und dieser zusammenfassenden Beschreibung des Ventils nach der Erfindung seien nunmehr die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung anhand einiger, besonders bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind, wobei in den Figuren der Zeichnung das Ventil selbst in seinen ausgewählten Ausführungsformen sowie in alternativen Lösungen dargestellt ist und wobei die Erfindung in keiner Weise auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist; es zeigen:

Figur 1 eine, teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Ventils nach der Erfindung, wobei das Ventil in seinem geöff

neten Zustand dargestellt und mit E die Flußrichtung angedeutet ist;

Figur 2 den Körper des Ventils in einer Seitenansicht sowie teilweise im .Schnitt dargestellt, wobei

Teile weggelassen bzw. -geschnitten sind;

Figur 3 den Körper des Ventils der Figuren 1 und 2 in einer Schnittansicht entlang der Linie 0-0 der Figur 2;

Figur 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte teilweise Seitenansicht des Ventils der Figur 1 im geschlossenen Zustand;

Figur 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Teils eines geschlossenen Ventils, das ähnlich wie dasjenige der Figur 4 ausgebildet ist, wobei jedoch die Dichtung vorteilhafterweise in einem ringartigen Schlitz angeordnet ist, der in der vorderen Kappe ausgebildet ist;

Figur 6 eine Darstellung eines offenen Ventils gemäß einer Alternative zu der ersten Ausführungsform, wobei mit E die Flußrichtung bezeichnet ist;

Figur 7 eine Darstellung des Ventils der Figur 6 im geschlossenen Zustand;

Figur 8 eine Darstellung einer Ausführungsform eines Ventils nach der Erfindung, die der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 entspricht, wobei je

doch die Dichtung in vorteilhafter Weise in einem ringartigen Schlitz angeordnet ist, der in der vorderen Kappe ausgebildet ist, und wobei das Ventil im geschlossenen Zustand gezeigt ist;

Figur 9 ein offenes Ventil gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung;

Figur 10 eine Darstellung des Ventils der Figur 9 im geschlossenen Zustand;

Figur 11 eine Darstellung eines im offenen Zustand befindlichen Ventils gemäß einer noch anderen Ausführungsform, welche im wesentlichen der Ausführungsform nach den Figuren 9 und 10 entspricht,

wobei jedoch abweichend hiervon die Dichtung in vorteilhafter Weise in einem ringartigen Schlitz angeordnet ist, der in der vorderen Kappe ausgebildet ist; und
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Figur 12 einen Schnitt durch das Ventil der Figur 11 entlang der Linie M-M.

In Figur 1 sind die wesentlichen Einzelheiten des in Frage stehenden Rückschlagventils gezeigt; diese Einzelheiten

sind: ein mittiger Körper 1 mit einem Kompensationsloch 26; eine vordere Kappe 2; eine rückwärtige Kappe 3; ein Verschlußschieber 4; eine toroidförmige Dichtung 5; und eine Spiral- bzw. Schraubenfeder 6, welche den Verschlußschieber 4 in einer zu E entgegengesetzten Richtung drückt.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Form des Körpers 1, der mit Gewinden 7 und 8 versehen ist, die dazu erforderlich sind, um denselben mit den Kappen 2 und 3 zu verbinden, die beide mit einem geeigneten bzw. entsprechenden Gewinde versehen sind. In Figur 3 sind Radialmembranen gezeigt, welche den äußeren Ring 10 mit dem mittigen Kern 11 verbinden. Diese Radialmembranen 9, die angemessen abgeschrägt sind, bilden Fenster 12, welche einen kalkulierten Durchgang von Strömungsmittel in dem Ventil ermöglichen. Alle Querabschnitte des Kanals 13 und 13' sind so vorgesehen, daß sie die maximale Kapazität des Ventils aufnehmen, und sie bzw. ihr Querschnitt sind bzw. ist die gleichen bzw. der gleiche wie die Durchgänge U bzw. derjenige der Durchgänge U der Kappen 2 und 3.

Die Figur 1 zeigt den Verschlußschieber 4, der geformt und hohl beweglich im Hohlraum 15 des mittigen Kerns 11 vorgesehen ist, während er das öffnen des Ventils bewirkt.

Dieser Verschlußschieber 4 wird durch die in dessen Hohlraum vorgesehene Spiralfeder 6 konstant mit Druck beaufschlagt, so daß er stets das Ventil mittels der Abdichtung 5 geschlossen hält sowie dann den Kanal 13' öffnet, wenn der Druck des ankommenden Strömungsmittels von E her den Druck der Feder 6 übersteigt. Der Kanal 13, der von der äußeren Oberfläche 16 des Kerns 11 sowie von der inneren Oberfläche 17 der Kappe 3 und von dem durch die Fenster 12 gebildeten Kanal gebildet ist, ist steif und daher keinen Veränderungen bzw. Querschnittsänderungen ausgesetzt, aber der Kanal 13', der von den Oberflächen

des halbkugelförmigen Hohlraums 18 der vorderen Kappe 2 und von der geformten äußeren Oberfläche 19 des Verschlußschiebers 4 gebildet ist, paßt sich selbst entsprechend der Beweglichkeit bzw. Bewegung des Verschlußschiebers in Abhängigkeit von dem Strömungsmitteldruck, welcher die Öffnung des Ventils bestimmt, an.

Die Dichtung 5, die mit dem Verschlußschieber 4 verbunden ist, löst sich selbst von der geformten Oberfläche 18, bewirkt und verändert den Strömungsmitteldurchgang, der total bzw. größtmöglich wird, wenn der Verschlußschieber 4 die in Figur 1 eingezeichnete Position erreicht. Das Strömungsmittel, das von E herkommt und durch die Kanäle 13 und 13' des Ventils hindurchgeht, verliert keinen Druck und verlangsamt nicht-seine Geschwindigkeit, und zwar wegen der Bewegungen des Verschlußschiebers 4 und der aerodynamischen und strömungsmitteldynamischen Form dieser Kanäle, durch welche Turbulenzen und vermieden werden. Das in Figur 4 dargestellte Ventil ist geschlossen, weil die Dichtung 5 des Verschlußschiebers 4 nach abwärts in den halbkugelförmigen Hohlraum 18 der Kappe 2 verschoben ist bzw. an die Innenwand der Kappe 2 angedrückt wird. Die Oberfläche 18 der Kappe 2 ist halbkugelförmig, wie in den Figuren 1 und 4 veranschaulicht, weil auf dieser Weise die Wirkung erreicht wird, daß sie einen perfekten Verschluß des Ventils selbst dann gewährleistet, wenn Fehlausrichtungen zwischen dem Verschlußschieber 4 und der Kappe 2 auftreten.

In Figur 5 ist das Ventil in einer Ausführungsform veranschaulicht, in welcher die Dichtung 29 in einem ringartigen Hohlraum 20 der Kappe 21 angeordnet ist; in diesem Falle wird der Kanal 27 des Ventils gesperrt, wenn die halbkugelförmige Oberfläche 22 des Verschlußschiebers 23 die Dichtung 29 berührt. Der Druck, der auf den Verschluß-

schieber 23 zum Schließen des Ventils ausgeübt wird, wird von der Feder 24 aufgebracht, die in dem Hohlraum 28 des Ventilschiebers selbst angeordnet ist, wo sie den durch das Ventil hindurchgehenden Strömungsmittelfluß nicht stört. Die halbkugelige Form 22 des Verschlußschiebers dort, wo er die Dichtung 29 berührt, hat die gleiche Funktion der Anpassungsfähigkeit bzw. Anpassung wie der halbkugelförmige Hohlraum 18. In den Figuren 6, 7 und 8 ist ein Rückschlagventil veranschaulicht, das dem vorher beschriebenen Ventil ähnlich bzw. gleichartig ist; es hat einen metallischen Körper, der aus Teilen 30 und 31 und einem mittigen Kern 32 mit Rippen 33, die aus Kunststoffmaterial hergestellt sind, zusammengesetzt ist. Der Kern 32, der in dem Körper des Ventils befestigt ist, führt den Verschlußschieber 34 und die Dichtung 35 gegen den hohlen Sitz 37 des Elements 30, die durch die Feder 36 mit Druck beaufschlagt werden, welche in dem Hohlraum 38 des Verschlußschiebers 34 positioniert ist.

In Figur 8 ist ein Ventil dargestellt, bei dem die Dichtung 35 in einem ringförmigen Hohlraum 39 des Elements 30' positioniert ist. In diesem Fall kommt es, wie weiter oben bereits veranschaulicht, zum Schließen des Ventils, wenn der Verschlußschieber 34 die Dichtung 35 berührt.

In den Figuren 9 und 10 ist ein gleichartiges bzw. ähnliches Ventil veranschaulicht, wie es das in Figur 1 dargestellte Ventil ist. Dieses Ventil hat einen metallischen Körper, der aus Elementen 40 und 41 besteht, wobei ein beweglicher Verschlußschieber aus Kunststoff vorgesehen ist, der durch die Rippen 44 geführt ist und aus Elementen 42 und 43 besteht, die an der Verbindungsstelle verbunden sind und die Dichtung 45 halten. Diese Dichtung 45 wird konstant gegen den halbkugelförmigen hohlen Sitz 48 gedrückt, und zwar durch die Feder 46, die in dem

Kanal 47 angeordnet ist und das Ventil stets geschlossen hält, sofern nicht ein ausreichender Gegendruck wirkt.

In Figur 11 ist das gleiche Ventil wie in Figur 10 dargestellt, wobei jedoch die Dichtung 50 in einem ringartigen Gehäuse 51 positioniert ist, das in dem geformten Hohlraum der Kappe 52 vorgesehen ist, die ihrerseits einen Teil des metallischen Körpers bildet. Im Zusammenwirken mit dieser Dichtung 50 arbeitet der Verschlußschieber, der aus zwei Stücken 53 und 54 ausgebildet und beweglich in dem zylindrischen Gehäuse des Elementes 55 vorgesehen ist, wie die Figur 12 zeigt.

Auch in diesem Fall wird der Verschlußschieber, der aus den Teilen 53 und 54 besteht, durch die Rippen 57 geführt und mittels der Feder 56, die auf der Außenseite desselben angeordnet ist, mit Druck beaufschlagt.

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Claims (4)

PATENTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. DIPL.-ING. ANNEKÄTE WEISERT · DIPL.-PHYS. JOHANNES SPIES THOMAS-WIMMER-RING 15 · D-BOOO MÜNCHEN 22 ■ TELEFON 089/2273 77 TELEGRAMM KRAUSPATENT · TELEX 5-212156 kpatd · TELEFAX (089)22 79 94 4991 JS/ps S.R.L. BOSSINI BORTOLO & FIGLI 25065 Lumezzane S.S., Italien Rückschlagventil für flüssige und luft- bzw. gasförmige Strömungsmittel PATENTANSPRÜCHE

1. Rückschlagventil für flüssige und luft- bzw. gasförmige Strömungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem metallischen Körper (1), aus Kappen (2,3), aus einem Verschlußschieber (4), aus einer Dichtung (5) und einer Feder (6) aufgebaut ist; daß dieser metallische Körper (1) mittels Gewinden (7,8), die fluchtend und außen vorgesehen sind, mit den Kappen (2, 3) verbunden ist; daß dieser metallische Körper (1) einen mittigen hohlen Kern (11) aufweist; daß der Hohlraum (15) des Kerns geeignet ist, den zylindrischen Verschlußschieber (4) aufzunehmen; daß der zylindrische Teil des Verschlußschiebers (4) so ausgeführt ist, daß sich der

Verschlußschieber (4), geführt in dem Hohlraum (15) des Kerns (11), selbst bewegen kann; daß zwischen dem äußeren Ring des Körpers (1) und dem Kern (11) desselben mehrere Radialmembranen (9) ausgebildet sind, die Fenster (12) bilden; daß der Verschlußschieber (4) hohl ist; daß die Feder (6) in dem Hohlraum (14) des VerschlußSchiebers (4) enthalten ist; daß der Verschlußschieber (4) die Dichtung (5) aufnimmt, hält, führt und leitet; daß die Dichtung (5) gegen den hohlen Sitz (18) der Kappe (2) zur Betätigung des Schließens des Ventils wirkt; daß die Kappe (2) den vorstehend erwähnten hohlen Sitz (18) halbkugelförmig hat; daß der Verschlußschieber (4) beim öffnen stets unterschiedliche Durchgangsquerschnitte für das hindurchzuleitende Strömungsmittel bildet; daß das Profil (19) des Verschlußschiebers (4) mit dem halbkugelförmigen Hohlraum

(18) einen aerodynamischen und strömungsmitteldynamischen Kanal (13) bildet, der als glatter Laufkanal für das Strömungsmittel qualifiziert ist; daß der Kanal (13') beweglich bzw. veränderlich ist und die Abmessung des kreisförmigen Abschnitts bzw. Querschnitts (U) der Kappen erreichen kann, ebenso wie den inneren Abschnitt bzw. Querschnitt der verbundenen Rohre des Ventils; daß das externe Profil (16) des Kerns (11) und der geformte Hohlraum (17) der Kappe (3) einen Kanal (13) bilden, der aerodynamisch und strömungsmitteldynamisch ist und dessen Abschnitt bzw. Querschnitt in der Lage ist, die maximale Menge von Strömungsmittel, welches durch den kreisförmigen Abschnitt bzw. Querschnitt (U) hindurchgeht, aufzunehmen; daß der Gesamtabschnitt bzw. -querschnitt der Fenster (12) gleich dem Abschnitt bzw. Querschnitt (U) ist; daß die Form des Kanals (13,13') und der Schlitze (12) derart ist, daß der Durchgang des Strömungsmittels so ermöglicht wird, daß dieses keine Wirbel und Turbulenzen bildet und keine Druckverminderung erfährt, wobei dieses Ventil insbesondere dadurch charakterisiert ist, daß der Kör-

per aus Metallelementen (1,2,3) aufgebaut ist, die zusammengebaut sind und eine hohle Hülle bilden, in welcher der ortsfeste Kern (11) angeordnet ist, in dessen Hohlraum der aus Kunststoffmaterial hergestellte Verschlußschieber (4) bewegbar ist.

2. Rückschlagventil für flüssige oder luft- bzw. gasförmige Strömungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß er aus einem hohlen Körper aufgebaut ist, der mittels metallischer Elemente (30,31) realisiert ist, in denen der hohle Kern (32) mit Rippen (33) befestigt, geführt und zur Achse desselben bzw. des hohlen Körpers fluchtend gehaltert ist, wobei der hohle Kern (32) mit den Rippen (33), der stillsteht, den Verschlußschieber (34) aus Kunststoffmaterial, der mit der Dichtung (35) und einer Spiralfeder (36) versehen ist, leitet.

3. Rückschlagventil für flüssige und luft- bzw. gasförmige Strömungsmittel nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß er aus einem hohlen Körper aufgebaut ist, der aus metallischen Elementen (40>41) realisiert ist, worin sich der Verschlußschieber entlang der Achse des hohlen Körpers bewegt, der selbst aus Elementen (43,42) mit Rippen (44) aufgebaut und mit einer Dichtung (45) versehen ist sowie gegen eine Feder (46) gedrückt wird, die in dem Hohlraum (47) enthalten ist, in dem das Strömungsmittel hindurchgeht.

4. Rückschlagventil für flüssige und luft- bzw. gasförmige Strömungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung (29,35,50) in einem ringartigen Sitz (20,39,51) angeordnet ist, der in der vorderen Kappe (21,30',52) vorhanden bzw. ausgebildet ist, gegen welche der jeweilige bewegliche Verschlußschieber (23,34',53) wirkt.