DE3533905A1 - Zwischenflansch-rueckschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwischenflansch-Rückschlagventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Rückschlagventile, bei denen zwei Ventilklappen vorgesehen sind, die jeweils im wesentlichen die Hälfte des Gehäuseinnenquerschnittes abschließen können, sind in vielfältiger Bauart bekannt. Derartige Ventile werden zwischen die Endflansche von Rohrleitungen eingebaut. Wesentliche Kriterien sind hierbei, daß das Rückschlagventil verschleißarm arbeitet, sicher und schnell schließt und auch gegenüber hohen Innendrücken sicher abdichtbar ist.

Bei den bekannten - handelsüblichen - Ventilen dieser Bauart werden entweder die Ventilklappen jeweils auf einer gesonderten Welle gelagert, wobei sich die Federn zum Schließen der Klappen jeweils auf der Welle der anderen Klappe abstützen, oder die Klappen werden auf einer gemeinsamen Welle gelagert, wobei die zweite Welle ausschließlich als Gegenlager für die Federn dient. Diese Bauart bringt jedoch zum einen einen erhöhten Fertigungsaufwand mit sich, da zwei gesonderte Wellen gefertigt und im Gehäuse gelagert werden müssen, zum anderen bringt diese Bauart Probleme bei der Abdichtung der Wellen nach außen mit sich, da beide Wellen bei den bekannten Ventilen jeweils an beiden Seiten unter Abdichtung im Gehäuse festgesetzt sind.

Ausgehend vom obengenannten Stand der Technik ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Zwischenflansch- Rückschlagventil dahingehend weiterzubilden, daß mit geringem Bauaufwand dennoch ein sicheres, schnelles Schließen/Öffnen des Ventiles unter sicherer Abdichtung nach außen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ventilklappen zusammen mit den Federmitteln auf einer einzigen Welle sitzen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß zum einen nur eine einzige Welle in das Gehäuse eingebaut werden muß und daß zum anderen nur eine einzige Welle nach außen abgedichtet werden muß.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Ventil die Welle im Gehäuse mit Axialspiel gelagert, so daß sich bei Temperaturschwankungen die Welle frei ausdehnen kann. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß keine Verspannungen in der Welle auftreten, die zu deren Biegung bzw. Stauchung führen könnten, wodurch das Ventil Schaden nehmen würde.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Welle im Gehäuse am einen Ende in einem Sackloch gelagert, das sich in der Gehäuseinnenwand befindet. Diesem Sackloch gegenüber befindet sich eine durch das Gehäuse hindurchführende Bohrung, in der das andere Ende der Welle unter Abdichtung gelagert ist. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß lediglich eine einzige Abdichtung für die Welle notwendig ist, während bisher immer zwei Abdichtungen (jeweils eine an einem der Enden der Welle) vorgesehen wurde. Vorzugsweise geschieht bei dieser Bauart die Abdichtung über eine Stopfbuchsendichtung, also über Packungsringe und eine entsprechende Schraubbuchse. Diese Dichtmittel sind im Handel erhältlich und müssen nicht gesondert gefertigt werden, so daß eine kostengünstige Herstellung gewährleistet ist.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Ventil mindestens ein Anschlag vorgesehen, der die Stellungen der Ventilklappen bei maximaler Öffnung definiert. Wenn nämlich - wie bei den bekannten Ventilen - die Maximalstellung der Klappen lediglich dadurch definiert ist, daß die Klappen einander berühren, also aufeinander liegen, so kommt es sehr leicht zu Schwingungen, da das Gesamtsystem - ein Masse-/Federsystem - instabil ist. Durch die erfindungsgemäße Bauweise mit dem Anschlag ist dagegen gewährleistet, daß in der maximalen Öffnungsstellung die Klappen auf den Anschlag gedrückt und auf diesem festgesetzt werden. Schwingungen treten somit nicht mehr auf.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag auf der Welle befestigt, wobei die Welle verdrehsicher im Gehäuse gelagert ist. Durch diese Bauweise ist gewährleistet, daß das Gehäuse ein relativ einfach geformtes Gußteil darstellen kann, während der Anschlag ein ebenfalls einfaches Teil darstellt, das leicht zu montieren ist. Vorteilhafterweise ist bei dieser Bauart die Welle über einen Verankerungsstift gegen Verdrehung gesichert, der das Sackloch quer durchsetzt. Die Welle weist hierbei an ihrem einen Ende einen Schlitz auf, in den der Stift eingreift. Diese Bauart erlaubt mit einfachsten Mitteln das Festsetzen der Welle, ohne daß hierbei zusätzliche Abdichtprobleme auftreten würden.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Federmittel mindestens eine gewundene Biegefeder, deren beide Schenkel sich jeweils auf eine der Ventilklappen abstützen. Die Ventilklappen stehen also miteinander in einer gewissen Wirkverbindung und zwar über die Feder(n). Diese Bauart ist besonders einfach und führt somit zu relativ geringen Herstellungskosten.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Federmittel jeweils zwei gewundene Biegefedern, von denen jede eine Ventilklappe in Sperrichtung beaufschlagt. Jeweils der erste Schenkel einer jeden Feder stützt sich hierbei auf die dazugehörige Ventilklappe, während der zweite Schenkel zum Gehäuse festgesetzt ist. Bei dieser Bauart ist gewährleistet, daß die beiden Ventilklappen unabhängig voneinander Schließen und Öffnen können, wodurch ein weiches und besonders schwingungsarmes Öffnungs- und Schließverhalten gewährleistet ist. Besonders einfach ist die Konstruktion in diesem Fall dann, wenn die jeweils zweiten Schenkel am Anschlag festgesetzt sind, der über die Welle und deren Verdrehsicherung mit dem Gehäuse in Wirkverbindung steht.

Vorteilhafterweise sind bei allen beschriebenen Bauarten die Ventilklappen auf der Welle mit Radialspiel gelagert, wodurch insbesondere Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können, so daß das sichere dichte Schließen des Ventiles gewährleistet ist. Von Vorteil ist es hierbei, wenn die Welle mit Abstand zum Ventil sitzt bzw. in Durchlaßrichtung gesehen nach dem Ventilsitz angeordnet ist, wodurch sich besonders günstige Bewegungsbahnen der Ventilklappen ergeben. In Durchlaßrichtung gesehen vor dem Ventilsitz bzw. dessen mittleren Abschnitt bildend ist vorteilhafterweise ein Stromteiler vorgesehen, welcher den Durchflußstrom gleichmäßig auf die beiden Ventilklappen aufteilt und den Strömungswiderstand der Gesamtanordnung verringert. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Ventilsitz derart geformt ist, daß in der geschlossenen Stellung der Ventilklappen diese eine leichte Schrägstellung einnehmen bzw. versetzt sind. Auch hierbei ist die Lagerung von Ventilklappen mit radialem Spiel von Vorteil. Somit sind die Querbewegungen für die Schließstellung möglich.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, die anhand von Abbildungen näher erläutert sind. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen (Teil-) Querschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt in Richtung der Linie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine ausschnittsweise Darstellung des Anschnittes III aus Fig. 1 und zwar in einer Ansicht senkrecht zu der nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich dem nach Fig. 1, jedoch durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine ausschnittsweise Darstellung des oberen Wellenlagers, und

Fig. 6 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung des unteren Wellenlagers.

Aus der teilweise geschnittenen Aufsichtsdarstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und zwar entgegen der Durchlaßrichtung gesehen, geht hervor, daß das Ventil ein Gehäuse 10 umfaßt, in dessen konzentrischer Innenausnehmung zwei Ventilklappen 13 und 14 gelagert sind. Die Ventilklappe 13 weist Scharnierarme 15 und 17 auf, die Ventilklappe 14 Scharnierarme 16 und 18. Die Scharnierarme 15 bis 18 sind mit Bohrungen versehen, durch welche eine Welle 12 führt. Die Bohrungen in den Scharnierteilen 15 bis 18 sind hierbei entweder mit einem gewissen Übermaß ausgeführt (nicht gezeigt) oder aber als Langlöcher mit Längsausdehnung in Stromrichtung.

In Fig. 1 unten ist zu sehen, daß das Gehäuse 10 eine Warze 23 dort aufweist, wo ein Sackloch 22 in die Gehäuseinnenwand 30 eingesenkt ist. In diesem Sackloch 22 befindet sich das eine Ende der Welle 12 und zwar derart, daß ein Freiraum 25 zwischen dem Wellenende und dem Grund des Sackloches 22 verbleibt.

Gegenüber dem Sackloch 22 ist im Gehäuse 10 eine durchgehende Bohrung 32 angebracht, in der das andere Ende der Welle 12 steckt. Die durchgehende Bohrung 32 weist hierbei einen gehäuseinneren Abschnitt auf, in dem die Welle 12 im wesentlichen spielfrei sitzt, und einen gehäuseäußeren Abschnitt, der die Welle 12 mit einem Freiraum umgibt. In dem gehäuseäußeren Freiraum der Bohrung 32 sind Packungsringe 24 angeordnet, die von einer Schraubbuchse 34, die in das Gehäuse 10 eingeschraubt ist, zusammengedrückt werden. Auf diese Weise ist eine sichere Abdichtung der Welle 12 gegenüber dem Gehäuseäußeren gegeben.

Die Scharnierteile 15 bis 18 der Ventilklappen 13 und 14 sind - wie dies aus Fig. 1 hervorgeht - derart angeordnet, daß von oben nach unten gesehen die Scharnierteile 15, 16, 17 und 18 aufeinander folgen. Zwischen dem gehäusenahen Scharnierteil 15 und dem Gehäuse 10 ist ebenso eine Beilegscheibe 33 angebracht, wie zwischen dem gehäusenahen Scharnierteil 18 (der Ventilklappe 14) und dem Gehäuse 10. Jeweils zwischen den gehäuseinneren Scharnierteilen 16 und 17 und den gehäusenahen Scharnierteilen 15 und 18 sind ebenfalls Beilegscheiben 33 positioniert. Durch entsprechende Materialwahl und Dimensionierung der Beilegscheiben 33 ist hierbei eine sichere und verschleißarme Lagerung der Ventilklappen 13 und 14 auf der Welle 12 gegeben.

Zwischen dem gehäuseinneren Scharnierteil 16 der Ventilklappe 14 und dem Scharnierteil 17 der Ventilklappe 13 besteht ein Freiraum. In diesem Freiraum sind Biegefedern 19 und 20 derart angeordnet, daß die Schenkel 19′ und 19″ der Feder 19 bzw. die Schenkel 20′ und 20″ der Feder 20 sich jeweils auf eine der Ventilklappe 13 und 14 abstützen. Die Vorspannung der Feder ist hierbei derart gewählt, daß die Ventilklappen 13 und 14 in die Zeichenebene hinein (Fig. 1) beaufschlagt werden.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist mittig im Gehäuse ein Anschlag 21 vorgesehen. Der Anschlag 21 ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, auf der Welle 12 mittels eines Stiftes 31 gesichert, so daß der Anschlag 21 starr mit dem Gehäuse 10 verbunden ist. Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, das Ventil vollständig geöffnet ist, so sitzen die Ventilklappen 13 und 14 auf dem Anschlag 21 auf und werden somit festgehalten.

Im geschlossenen Zustand (nur in Fig. 1 gezeigt) sitzen die Ventilklappen 13 und 14 zum einen auf halbkreisförmigen Ventilsitzabschnitten 29, zum anderen, und zwar innen, auf einem gehäuseinneren geraden Ventilsitz 29′ auf. Der gehäuseinnere Ventilsitz 29′ ist auf der Rückseite eines Stromteilers 28 vorgesehen, der in Durchlaßrichtung gesehen vor den Ventilklappen bzw. vor der Welle 12 angeordnet ist und das durchfließende Medium gleichmäßig auf die beiden Durchlaßöffnungen verteilt.

Aus Fig. 3 geht nochmals die Verdrehsicherung für die Welle 12 hervor, die gemäß dieser Abbildung aus dem Stift 26 besteht, der den Schlitz am Ende der Welle 12 durchsetzt. Der Stift 26 ist hierbei in ein Sackloch eingepaßt und schließt somit dicht ab.

Im folgenden wird anhand von Fig. 4 eine andere bevorzugte Ausführungsform der Federbeaufschlagung gemäß der Erfindung erläutert. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist hierbei die allgemeine Anordnung der Ventilklappen etc. ebenso wie vorher beschrieben getroffen, jedoch stützen sich die Federn 19 und 20 nur mit ihren einen Enden 19′ bzw. 20′ auf den dazugehörigen Ventilklappen 13 bzw. 14 ab, während die anderen Enden 19″ und 20″ der Federn 19 und 20 sich auf dem Anschlag 21 abstützen. Da der Anschlag 21 auf der Welle 12 festgesetzt ist und diese über den Stift 22 bzw. den Schlitz 27 verdrehsicher im Gehäuse 10 gelagert ist, ergibt sich somit eine unabhängige Beaufschlagung der Ventilklappen 13 und 14 durch die Federn 19 und 20.

Aus den Fig. 5 und 6 geht nochmals detaillierter hervor, wie die Endabschnitte der Welle 12 im Gehäuse 10 abgedichtet sind. Wie dies aus Fig. 6 hervorgeht, ist also der Sicherungsstift 26 bzw. der Schlitz 27 in der Welle 12 nur dann notwendig, wenn die Welle 12 verdrehsicher im Gehäuse 10 gelagert werden muß. In jedem Falle aber erspart die hiergezeigte Ausführungsform der Wellenlagerung im Gehäuse eine Abdichtung.

• Bezugszeichenliste 10 Gehäuse
  12 Welle
  13 Ventilklappe
  14 Ventilklappe
  15-18 Scharnierteile
  19, 20 Federn
  19′, 19″ und
  20′, 20″ Federschenkel
  21 Anschlag
  22 Sackloch
  23 Warze
  24 Packungsringe
  25 Freiraum
  26 Verankerungsstift
  27 Schlitz
  28 Stromteiler
  29, 29′ Ventilsitz
  30 Gehäuseinnenwand
  31 Anschlagsicherung
  32 Bohrung
  33 Beilegscheiben
  34 Schraubbuchse
  

Claims (12)

1. Zwischenflansch-Rückschlagventil mit einem Gehäuse mit Ventilsitz, in dem zwei Ventilklappen mit Federmitteln zum Schließen auf mindestens einer im wesentlichen im Gehäuse mittig angebrachten Welle verschwenkbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappen (13, 14) zusammen mit den Federmitteln (19, 20) auf einer einzigen Welle (12) sitzen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) im Gehäuse (10) mit Axialspiel (Freiraum 25) gelagert ist.

3. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) im Gehäuse (10) am einen Ende in einem Sackloch (22) in der Gehäuseinnenwand (30) und am anderen Ende in einer die Wand des Gehäuses (10) durchsetzenden Bohrung (32) unter Abdichtung gelagert ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung eine Stopfbuchsendichtung (Packungsringe 24, Schraubbuchse 34) vorgesehen ist.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anschlag (21) vorgesehen ist, der die Stellung der Ventilklappen (13, 14) bei maximaler Öffnung definiert.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (21) auf der Welle (12) befestigt ist, und daß die Welle (12) verdrehsicher im Gehäuse (10) gelagert ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) über einen Verankerungsstift (26); der das Sackloch (22) quer durchsetzt, und einen Schlitz (25) am Ende der Welle (12) gesichert ist, durch den der Stift (26) hindurchführt.

8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel mindestens eine gewundene Biegefeder (19, 20) umfassen, deren Schenkel (19′, 19″; 20′, 20″) sich jeweils auf einer der Ventilklappen (13 bzw. 14) abstützen.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel zwei gebundene Biegefedern (19, 20) umfassen, deren erste Schenkel (19′ bzw. 20′) sich jeweils auf einer der Ventilklappen (13 bzw. 14) abstützen und deren zweite Schenkel (19″ bzw. 20″) zum Gehäuse (10) festgesetzt sind.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schenkel (19″, 20″) am Anschlag (21) festgesetzt sind.

11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappen (13, 14) auf der Welle (12) mit Radialspiel gelagert sind.

12. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) mit Abstand zum bzw. in Durchlaßrichtung gesehen nach dem Ventilsitz (29) angeordnet ist.