DE3829856A1 - Rueckschlagklappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückschlagklappe für den Einbau in eine Rohrleitung mit einem ein Leitungsstück bildenden Gehäuse, das an seiner Innenwand einen ring­ förmigen, geschlossenen Dichtsitz aufweist, auf den der Umfangsrand der Klappe druckdicht aufsetzbar ist, die um eine quer zur Durchflußrichtung verlaufende Achse schwenkbar im Gehäuse gelagert ist.

Rückschlagklappen sind Absperrorgane, die nur eine Strö­ mungsrichtung zulassen und bei Umkehr der Strömungsrichtung selbstätig schließen. Sie sind universell verwendbar zum Absperren flüssiger oder gasförmiger Medien. Eine bekannte Bauart von Rückschlagklappen besteht aus einem im wesent­ lichen zylindrischen Gehäuse mit halbkugeligem Boden, das an radial entgegengesetzten Seiten Öffnungen mit Rohr­ stutzen aufweist, die jeweils an eine Rohrleitung an­ schließbar sind. Auf seiner dem Boden abgekehrten Seite ist das Gehäuse durch einen als kreisrunde Scheibe ausge­ bildeten Deckel verschlossen, der von Stiftschrauben und Muttern gehalten wird. Die durch den Deckel verschließbare Offnung dient zum Ein- und Ausbau der Klappe und Wartung der Klappenlagerung. Die Klappenlagerung wird durch eine in Sekantenrichtung das Gehäuse in der Nähe des Deckels durchdringende Achse gebildet, die von außen durch eine zweite, mit einem Stopfen verschließbare Öffnung in Lager­ hülsen einsteckbar ist, die in das Gehäuse eingeschweißt sind. Die Achse durchdringt das Lagerauge eines Klappen­ hebels, der mit seinem schwenkbaren, freien Ende gelenkig mit der Klappe verbunden ist. Diese bekannte Bauweise von Rückschlagklappen hat sich in der Praxis bewährt. Sie ist jedoch aufwendig in der Herstellung und benötigt einen vergleichsweise großen Einbauraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückschlag­ klappe der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein­ fach und mit geringem Aufwand herstellbar ist und sich durch ein geringes Gewicht und eine geringe Baulänge aus­ zeichnet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gehäuse im wesentlichen durch gekrümmte Wandelemente begrenzt wird, deren Krümmungsachsen in Durchflußrichtung verlaufen, und seitlich eine schlitzförmige Öffnung auf­ weist, durch die die Klappe und ihre Schwenklagerung in das Gehäuse einsetzbar sind und die von außen durch einen Deckel verschließbar ist. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine erhebliche Verringerung der axialen Baulänge wie auch eine Verringerung des Bauaufwands von Rückschlagklappen erreicht werden kann. Das Gehäuse läßt sich als Guß- oder Schmiede­ teil einfach herstellen und durch die seitliche, schlitz­ förmige Öffnung wird eine einfache Montage für die Klappe und ihre Lagerung ermöglicht. Für kleine Nennweiten und hohe Betriebsdrücke kann es auch zweckmäßig sein, das Gehäuse aus gewalztem Vollmaterial herzustellen.

Eine sehr vorteilhafte Gehäuseform wird nach einem weite­ ren Vorschlag der Erfindung dadurch erreicht, daß das Gehäuse aus rohrförmigen Elementen gebildet ist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der anzu­ schließenden Rohrleitung und die gegeneinander versetzt und exzentrisch zu den Rohrleitungsanschlüssen angeordnet sind. Die schlitzförmige Öffnung wird dabei vorteilhaft durch einen tangential zum Gehäuse angeordneten, in die Gehäusewand integrierten, quaderförmigen Ansatz gebil­ det.

Für größere Nennweiten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Gehäuse aus einem gegossenen Hohlkörper besteht, der auf der Austrittsseite in einem zylindrischen Stutzen größeren Durchmessers endet, an den ein Reduzierstück angeschweißt ist, welches den Übergang zum anzuschlies­ senden Rohrdurchmesser bildet. Die axiale Länge des gegos­ senen Hohlkörpers kann hierbei vorteilhaft gleich oder kleiner sein als der Durchmesser der anzuschließenden Rohrleitung.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Schwenklagerung durch koaxiale, zylindrische Lagerzapfen gebildet wird, die unmittelbar oder mittelbar mit der Klappe verbunden sind und in Bohrungen in quaderförmigen Lagersteinen ein­ greifen, die von außen in eine mit dem Deckel verschließ­ bare Ausnehmung des Gehäuses einsetzbar sind. Die Lager­ steine können dabei vorteilhaft so angeordnet sein, daß die im Boden der Ausnehmung liegende Öffnung für das Ein­ setzen der Klappe teilweise von den Lagersteinen bedeckt wird. Die Ausnehmung besteht vorzugsweise aus einer tan­ gential zum Dichtsitz im Gehäuse hergestellten Nut von rechteckigem Querschnitt.

Soll die Klappe mit einem außerhalb des Gehäuses angeord­ neten Gewichthebel verbunden sein, so kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein Lagerstein eine Durchgangsbohrung haben, durch die eine mit der Klappe verbindbare und eine Bohrung in der Gehäusewand durch­ dringende Welle hindurchgeführt ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Welle in der Durchgangsbohrung im Lagerstein gedichtet ist und daß der Lagerstein mit der von der Welle durchdrungenen Gehäusewand verschraubt und an ihr ebenfalls abgedichtet ist. Auf diese Weise wird eine Abdichtung für die Klappenwelle geschaffen, die kei­ nen zusätzlichen Einbauraum benötigt. Eine Befestigung des Lagersteins an der Gehäusewand kann erfindungsgemäß auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß in die Durchgangs­ bohrung des Lagersteins eine die Welle umgebende Hülse eingeschraubt ist, die sich durch die Bohrung in der Gehäusewand erstreckt und in eine an der Außenseite der Gehäusewand abstützbare Mutter eingeschraubt ist. In die­ ser Ausgestaltung kann die Hülse sowohl zur axialen Pres­ sung einer an der Durchgangsbohrung des Lagersteins vor­ gesehenen Packungsdichtung als auch zur Verbindung von Lagerstein und Gehäusewand dienen, wobei die Packungsdich­ tung auch bei geschlossenem Klappengehäuse nachgespannt werden kann.

Der Dichtsitz für die Klappe kann vor allem bei größeren Nennweiten integraler Bestandteil des Gehäuses sein. Bei kleineren Nennweiten kann der Dichtsitz erfindungsge­ mäß aus einem Ring bestehen, der in eine Gewindebohrung im Gehäuse eingeschraubt ist und mittels einer Schweiß­ naht gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert, die in der Zeichnung darge­ stellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch das aus einem Voll­ material hergestellte Gehäuse einer Rück­ schlagklappe,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Gehäuse der Rückschlagklappe gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das als Gußteil hergestellte Gehäuse einer Rückschlagklappe größerer Nennweite,

Fig. 4 einen Halbquerschnitt durch das Gehäuse der Rückschlagklappe gemäß Fig. 3.

Das Gehäuse 1 der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Rückschlagklappe ist aus einem gewalzten oder geschmie­ deten Stahlblock von quaderförmiger Grundform hergestellt. Das Gehäuse 1 weist eine außermittig angeordnete Durch­ gangsbohrung 2 auf, deren entgegengesetzte Enden in ange­ drehten Rohrstutzen 3, 4 münden, an die jeweils eine Rohr­ leitung oder ein Flansch zum Anschluß einer Rohrleitung angeschweißt werden kann. In ihrem mittleren Bereich ist die Durchgangsbohrung 2 durch eine Ausdrehung 5 erweitert, um für die Klappe 6 den notwendigen Bewegungsraum zu schaf­ fen. Die Ausdrehung 5 ist in dem Gehäuse 1 zentrisch ange­ ordnet, gegenüber der Durchgangsbohrung 2 ist sie entspre­ chend exzentrisch versetzt. Der sich an das Eintrittsende der Durchgangsbohrung 2 anschließende Abschnitt der Aus­ drehung 5 ist zylindrisch. An ihn schließt sich ein keg­ liger Abschnitt an, der den Übergang zum Austrittsende der Durchgangsbohrung 2 bildet. Am Übergang der Durchgangs­ bohrung 2 in den zylindrischen Abschnitt der Ausdrehung 5 ist ein Dichtsitz 7 vorgesehen, der in einen als Gewinde­ bohrung ausgebildeten Abschnitt 8 der Durchgangsbohrung 2 eingeschraubt und durch eine Schweißnaht 9 dicht mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.

Die Klappe 6 besteht aus einer in der Schließstellung kon­ zentrisch zur Durchgangsbohrung 2 angeordneten, kreisschei­ benförmigen Platte 10, die mit ihrer Dichtfläche 11 dicht auf den Dichtsitz 7 auflegbar ist. Die Platte 10 weist einen radialen Ansatz 12 auf, der an seinen Stirnseiten Lagerzapfen 13 trägt, die auf einer gemeinsamen, tangential zur Platte 10 ausgerichteten Achse liegen. Die Lagerzap­ fen 13 sind in Lagersteinen 14 gelagert, die mit Lager­ buchsen 15 ausgekleidete Bohrungen 16 haben. Die Lager­ steine 14 haben die Form eines Quaders und sind in einer Nut 17 angeordnet, die tangential zur Ausdrehung 5 in der Wand des Gehäuses 1 angeordnet ist. Die Nut 17 hat einen annähernd quadratischen Querschnitt und wurde von der Außenseite des Gehäuses 1 mit Hilfe eines Stirnfräsers bearbeitet. Im Boden 18 der Nut 17 befindet sich eine schlitzförmige Öffnung 19, durch die die Klappe 6 ein­ und ausgebaut werden kann. Die Breite der Öffnung 19 ist geringer als die der Nut 17, so daß die Lagersteine 14 auf dem Boden 18 aufliegen. Die tangentialen Enden der Nut 17 sind zylindrisch ausgebildet und verhindern dadurch, daß sich die Klappe 6 mit ihrer Lagerung seitlich ver­ schiebt. Die Nut 17 ist nach außen durch einen Deckel 20 verschlossen, der mit Stiftschrauben 21 und Muttern 22 am Gehäuse 1 befestigt ist. Eine zwischen dem Deckel 20 und der Außenfläche des Gehäuses 1 eingespannte Dich­ tung 23 sorgt für die erforderliche Abdichtung des Gehäu­ seinnenraums nach außen.

Für die Herstellung der in den Fig. 1 und 2 dargestell­ ten Rückschlagklappe können unterschiedliche Stähle ver­ wendet werden. Die Klappenausführung eignet sich ferner für den Einbau keramischer Dichtelemente, ohne daß es hier­ zu wesentlicher Änderungen bedarf. Die zur Lagerung der Klappe 6 vorgesehenen Lagersteine 14 sind in der Nut 17 so weit beweglich angeordnet, daß sich die Klappe 6 in der Schließstellung gegenüber dem Dichtsitz 7 ausrichten kann, um eine optimale Dichtwirkung zu gewährleisten.

Eine zusätzliche Lagerung zwischen der Platte 10 und dem Ansatz 12 zum Ausgleich von Herstellungstoleranzen kann daher entfallen.

Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbei­ spiel einer Rückschlagklappe ist für größere Nennweiten gedacht, bei denen die Herstellung des Gehäuses aus einem Vollmaterial aus Kostengründen nicht mehr in Betracht kommt. Das Gehäuse 30 dieser Rückschlagklappe ist aus gegossenem Material gefertigt. Es besteht im wesentlichen aus einem Eingangsstutzen 31, an dessen äußerem Ende eine Rohrleitung oder ein Flansch durch Schweißen befestigt werden kann. Das innere Ende des Eingangsstutzens 31 steht frei und bildet einen Dichtsitz 32 für eine Klap­ pe 33. Die Austrittsseite des Gehäuses 30 wird durch einen Rohrstutzen 34 gebildet, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Eingangsstutzens 31, um den erforderlichen Bewegungsraum für die Klappe 33 zu schaffen. Der Rohrstutzen 34 ist gegenüber dem Eingangsstutzen 31 so weit axial versetzt, daß seine in Fig. 3 in der Zeich­ nungsebene liegende untere Mantellinie mit der entspre­ chenden unteren Mantellinie des Eingangsstutzens 31 zusam­ menfällt. Der mittlere Bereich des Gehäuses 30 wird durch einen unteren, halbzylindrischen Abschnitt 35 und einen oberen, im wesentlichen quaderförmigen Abschnitt 36 gebil­ det, wobei der quaderförmige Abschnitt 36 in axialer Rich­ tung von dem Eingangsstutzen 31 bzw. dem Rohrstutzen 34 durchdrungen ist. Die Außenseite des quaderförmigen Ab­ schnitts 36 wird durch einen Deckel 37 gebildet, der mit Hilfe von Stiftschrauben 38 und Muttern 39 lösbar an dem Gehäuse 30 befestigt ist. Der Deckel 37 verschließt eine sich im wesentlichen tangential zum Dichtsitz 32 erstrek­ kende Kammer 40 von etwa quadratischem Querschnitt, die zum Abschnitt 35 und zum Rohrstutzen 34 hin offen ist und durch die die Klappe 33 in das Gehäuse 30 eingesetzt bzw. aus dem Gehäuse 30 ausgebaut werden kann. Der Boden 41 und die Seitenwand 42 sind um die Öffnung 44 herum noch so weit vorhanden, daß sie eine ausreichende Abstützung für zwei quaderförmige Lagersteine 45 bilden, die zur Lage­ rung eines Klappenhebels 46 dienen. Hierzu weist der Klap­ penhebel 46 Lagerzapfen 47 auf, die in mit Lagerbuchsen 48 ausgekleidete Bohrungen in den Lagersteinen 45 eingreifen. Das frei bewegliche Ende 49 des Klappenhebels 46 enthält ein Kugelgelenk 50, an dem die Klappe 33 befestigt ist. Das Kugelgelenk 50 ermöglicht eine freie Ausrichtung der Klappe 33 gegenüber dem Dichtsitz 32, um eine dichte Auf­ lage der Klappe zu gewährleisten.

Der Klappenhebel 46 kann ähnlich wie bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ausschließ­ lich innerhalb des Gehäuses 30 in den Lagersteinen 45 gelagert sein. Er kann jedoch auch, wie in Fig. 4 ge­ zeigt, mit einer durch die Gehäusewand nach außen geführ­ ten Welle 51 verbunden sein, um die Klappenbewegung von außen beispielsweise über einen Gewichthebel oder eine Dämpfungsvorrichtung zusätzlich beeinflussen zu können. In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der Lagerzapfen 47 drehfest mit einer Welle 51 verbunden, die durch den Lager­ stein 45 und die seitliche Gehäusewand 52 nach außen ge­ führt ist. Die drehfeste Verbindung zwischen der Welle 51 und dem Lagerzapfen 47 wird durch einen an der Stirnseite der Welle 51 vorhandenen Gewindezapfen erreicht, der in eine Gewindebohrung in der Stirnseite des Lagerzapfens 47 eingeschraubt ist. Anstelle einer derartigen Verbindung können jedoch auch Kupplungen anderer Art vorgesehen sein. Die Welle kann auch in bekannter Weise unmittelbar in eine Bohrung im Klappenhebel 4 eingreifen und dort mit einer Paßfeder gegen Verdrehen gesichert sein.

Zur Abdichtung der Welle 51 ist im Lagerstein 45 eine Packung 53 vorgesehen, die mit Hilfe einer von außen in den Lagerstein 45 einschraubbaren Hülse 54 zusammendrück­ bar ist. Die auf der Welle 51 geführte Hülse 54 ragt mit ihrem entgegengesetzen Ende aus dem Gehäuse 30 heraus und ist dort mit einem Außengewinde versehen, auf das eine Mutter 55 aufgeschraubt ist. Durch Anspannen der Mutter 55, die sich auf der Außenseite der Gehäusewand 52 abstützt, wird der Lagerstein 45 gegen die Innenseite der Gehäuse­ wand 52 gezogen, wodurch eine zwischen dem Lagerstein 45 und der Gehäusewand 52 angeordnete Dichtung 56 festgespannt wird. Hierdurch wird auf einfache Weise eine innenliegende Abdichtung der Wellendurchführung geschaffen, die keinen zusätzlichen Bauraum beansprucht.

Zur Montage wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zunächst die Klappe 33 mit dem Klappenhebel 46 verbunden, und die Lagersteine 45 werden auf die Lagerzapfen 47 auf­ geschoben. Danach wird die aus diesen Teilen bestehende Einheit durch die Kammer 40 und die Öffnung 44 in das Gehäuse 30 eingesetzt und die Kammer 40 von außen mit dem Deckel 37 verschlossen. Als nächstes wird die Welle 51 mit dem Lagerzapfen 47 verbunden und anschließend die Packung 53 eingesetzt und mit Hilfe der Hülse 54 gespannt. Durch Festschrauben der Mutter 55 wird dann zum Schluß der Lagerstein 45 mit seiner Dichtung 56 gegen die Innen­ fläche der Gehäusewand 52 gezogen.

An den Rohrstutzen 34 des Gehäuses 30 schließt sich ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Reduzierstück an, welches durch Schweißen mit dem Rohrstutzen 34 verbunden wird. Der Ausgangsstutzen des Reduzierstücks hat den gleichen Durchmesser wie der Eingangsstutzen 31 und ist koaxial zum Eingangsstutzen 31 angeordnet. Diese Bauweise hat den Vorteil, daß das gegossene Gehäuse 30 eine geringe axiale Baulänge haben kann, da ein Teil des für den Schwenk­ raum der Klappe erforderlichen Bauraums durch das Reduzier­ stück gebildet wird. Dies führt insgesamt zu einer erheb­ lichen Verringerung der Herstellkosten.

Claims (9)

1. Rückschlagklappe für den Einbau in eine Rohrleitung mit einem ein Leitungsstück bildenden Gehäuse, das an seiner Innenwand einen ringförmigen, geschlossenen Dichtsitz aufweist, auf den der Umfangsrand der Klappe druckdicht aufsetzbar ist, die um eine quer zur Durch­ flußrichtung verlaufende Achse schwenkbar im Gehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäu­ se (1, 30) im wesentlichen durch gekrümmte Wandele­ mente (5, 34, 36) begrenzt wird, deren Krümmungsachsen in Durchflußrichtung verlaufen, und daß das Gehäuse seitlich eine schlitzförmige Öffnung (17, 19, 40, 44) aufweist, durch die die Klappe (6, 33) und ihre Schwenk­ lagerung (13, 14; 45, 47) in das Gehäuse einsetzbar sind und die von außen durch einen Deckel (20, 37) verschließbar ist.

2. Rückschlagklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) aus rohrförmigen Elementen (34, 35) gebildet ist, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der anzuschließenden Rohrleitung und die gegeneinander versetzt und exzentrisch zu den Rohrlei­ tungsanschlüssen (31) angeordnet sind.

3. Rückschlagklappe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung durch einen tangential zum Gehäuse (30) angeordneten, in die Gehäusewand integrierten, quaderförmigen Ansatz (36) gebildet ist.

4. Rückschlagklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) aus einem gegossenen Hohlkörper besteht, der auf der Austrittsseite in einem zylindrischen Stutzen (34) größeren Durchmessers endet, an den ein Reduzierstück angeschweißt ist, welches den Übergang zum anzuschlies­ senden Rohrdurchmesser bildet.

5. Rückschlagklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk­ lagerung durch koaxiale, zylindrische Lagerzapfen (13, 47) gebildet wird, die unmittelbar oder mittelbar mit der Klappe (6, 33) verbunden sind und in Bohrungen (16, 48) in quaderförmigen Lagersteinen (14, 45) eingreifen, die von außen in eine mit dem Deckel (20, 37) verschließ­ bare Ausnehmung (17, 40) des Gehäuses (1, 30) einsetz­ bar sind.

6. Rückschlagklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Boden (18, 41) der Ausnehmung (17, 40) lie­ gende Öffnung (19, 44) für das Einsetzen der Klappe (6, 33) teilweise von den Lagersteinen (14, 45) bedeckt wird.

7. Rückschlagklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerstein (45) eine Durchgangsbohrung hat, und daß eine mit der Klappe (33, 46) verbindbare Welle (51) durch den Lager­ stein (45) und eine Bohrung in der Gehäusewand (52) nach außen geführt ist.

8. Rückschlagklappe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (51) in der Durchgangsbohrung im Lager­ stein (45) gedichtet ist, und daß der Lagerstein mit seiner Stirnfläche an der von der Welle (51) durchdrun­ genen Gehäusewand (52) abgedichtet ist.

9. Rückschlagklappe nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchgangsbohrung des Lagersteins (45) eine die Welle (51) umgebende Hülse (54) eingeschraubt ist, die sich durch die Boh­ rung in der Gehäusewand (52) erstreckt und mit ihrem äußeren Ende in eine an der Außenseite der Gehäuse­ wand (52) abgestützte Mutter (55) eingeschraubt ist.