DE60017270T2

DE60017270T2 - Serielle, lippenförmige rückschlagventile

Info

Publication number: DE60017270T2
Application number: DE60017270T
Authority: DE
Inventors: Thomas Jaworski; M. Peter NEUMANN
Original assignee: SC Johnson and Son Inc
Current assignee: SC Johnson and Son Inc
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2020-09-09
Also published as: EP1210537A1; JP2003508710A; KR20020039344A; DE60017270D1; TW510828B; AU770246B2; NZ517270A; AR022353A1; ES2234659T3; KR100496835B1; MXPA02002576A; CA2384678C; CA2384678A1; WO2001018436A1; EP1210537B1; AU7360400A; ATE286577T1; US6089260A

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft Rückschlag- bzw. Einwegventile, die einen verbesserten Schutz gegen unerwünschtes Rückströmen in Leitungen bieten.
Ein Einwegventil (Rückschlagventil) ist eine Ventilart, die eine Fluidströmung in einer Richtung zulässt, in der entgegengesetzten jedoch sperrt. Derartige Ventile werden typischerweise eingesetzt, um ein Verschmutzen von Leittungssystemen zu verhindern. "Schnabel"-Einwegventile weisen gewöhnlich ein zylindrisches Basis- bzw. Zulaufende auf, das dicht anliegend in eine Leitung passt, die eine Fluidströmung führt. Das Ablaufende des Ventils verjüngt sich zu einer Schnabelgestalt. Ein zentraler Durchgang verläuft zwischen dem Zu- und dem Ablauf durch das Ventil. Eine normale Fluidstörmung drückt den flexiblen Schnabel in den Offenzustand, so dass Fluid durchströmen kann. Eine entgegengesetzte Strömung drückt den Schnabel in den Schließzustand.
Bekannte Schnabel-Einwegventil sind von zahlreichen Lieferanten erhältlich – bspw. von den Firmen Vernay Laboratories, Eagle-Picher und Moxness.
Schnabel-Einwegventile haben in vielfältigen Anwendungen Einsatz gefunden; besonders geeignet sind sie für Düsenanordnungen, mit denen man Wirkstoffe (Reiniger, Dünger, Herbizide, Pestizide usw.) mit einem Gartenschlauch ausgeben kann – vergl. das Einwegventil 15 in der US-PS 5 906 316 .
In einigen Kommunen bestehen seit kurzem Vorschriften, nach denen sogar für einen wirksamen Rückflussschutz zu sorgen ist, wenn ein Einwegventil an Wasserversorgungen arbeitet, die Gries oder kleine Gesteinsfragmente enthalten. Dabei geht es um die Möglichkeit, dass derartige Feststoffe herkömmliche Einwegventile zeitweilig; im Offenzustand blockieren und damit ihren Rückflussschutz aufheben können, bevor die Strömung die Blockade wegschwemmt.
Um die Forderungen dieser Bestimmungen zu erfüllen, hat man vorgeschlagen, mehrere Einwegventile in Reihe anzuordnen, wobei sie einen Abstand von etwa einem Zentimeter einhalten, um einander nicht zu stören. Während solche Anordnungen den Rückflussschutz verbessern, vergrößern sie den Teil des Produkts, das diesen Schutz enthält. Dies ist besonders problematisch bei gedrängt aufgebauten Strukturen wie Auslassdüsen für Gartenschläuche. Weiterhin erfordert das Einbauen mehrerer Einwegventile in solche Düsen ein Modifizieren des Produkts (oder zusätzliche Bauteile), um die Einwegventile im Sollabstand zu halten.
Es besteht daher Bedarf an verbesserten Einwegventilanordnungen.
In der DE-A-1 278 077 ist (in der unteren Hälfte der 2) eine Einwegventilanordnung gezeigt, die aus zwei Schnabel-Einwegventilen besteht, die ineinander gesetzt hintereinander auf dem Strömungsweg liegen. Die Ventile werden in das Ventilgehäuse eingerastet (vergl. Spalte 4, Zeile 3–6). Der Zusammenbau dieses Ventils ist jedoch nicht speziell beschrieben. Es ließe sich spekulieren, dass die beiden Ventile einzeln in den Durchgang in der Gehäusewand einge rastet werden müssen. Diese Aufgabe ist natürlich mühsam und erfordert eng tolerierte Ventilflansche, so dass sie zuverlässig einrasten, ohne sich zu lockern. Auch die Abmessungen der Ventile relativ zueinander sind in einer solchen Anordnung sehr kritisch, da die Gefahr besteht, dass der Zulauf des äußeren Ventils den Ablauf des inneren Ventils verschmutzt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 4 unten definiert. Dabei weist eine Einwegventilanordnung zwei Schnabel-Einwegventile jeweils mit einem Zulauf an einem Ende und einem (vorzugsweise verjüngten) elastomeren Schnabel an einem entgegengesetzten Ende auf, wobei jeder Schnabel gegenüberliegende Lippen sowie einen Ablauf aufweist, der durch Auseinanderbiegen der Lippen zu öffnen ist. Der Schnabel des ersten Schnabel-Einwegventils ist teleskopartig in den Zulauf des zweiten Schnabel-Einwegventils eingeschoben und dort arretiert. "Verjüngt" soll einen Aufbau bezeichnen, der schnabelartig zuläuft – bspw. durch Schrägen oder eine gerundete gewölbte Verjüngung.
In einer bevorzugten Form der Anordnungen der Ansprüche 1 und 4 sind die beiden Einwegventile im wesentlichen identisch aufgebaut.
In der Anordnung nach Anspruch 1 wird der Schnabel des ersten Schnabel-Einwegventils mittels einer Rastverbindung im Zulauf des zweiten Schnabel-Einwegventils gehalten. Das erste Schnabel-Einwegventil kann zwischen dem Schnabel und dem Zulauf eine radial einwärts gerichtete Nut im Hals enthalten. Das zweite Schnabel-Einwegventil kann im Zulauf einen radial einwärts gerichteten Vorsprung aufweisen. Dieser Vorsprung rastet dann in die Nut ein, um die Teile miteinander zu versperren.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung, wie er im Anspruch 4 definiert ist, stellt diese eine solche Einwegventilanordnung bereit, bei der das erste und das zweite Einwegventil durch den Kontakt axial gerichteter Oberflächen der Ventile ineinander gehalten werden. Hierzu kann das erste Einwegventil eine axial gerichtete Oberfläche aufweisen, die auf eine axial gerichtete Oberfläche des zweiten Einwegventils aufgepresst wird.
Die Erfindung schafft weiterhin Verfahren zum Verhindern eines Rückflusses in einer Leitung. Nach einem Verfahren wird eine Einwegventilanordnung der oben genannten Art in eine Leitung eingesetzt (bspw. vorzugsweise so, dass eine radial auswärts gerichtete Oberfläche der Einwegventilanordnung dicht abschließen an der Leitung anliegt).
Die vorliegende Erfindung stellt einen Verschluss bereit, der den Rückflussschutz verbessert, ohne im Endprodukt unnötigen Raum zu beanspruchen. Da weiterhin die Einwegventile miteinander versperrbar sind, lassen sie sich als Einheit lagern, bewegen und einsetzen. Dadurch wird eine automatisierte Montage dieser Einwegventilanordnungen erleichtert. Da weiterhin vorzugsweise mehrere identische Einwegventile benutzt werden, brauchen die beiden Ventile nicht separat gelagert oder geformt zu werden.
Weiterhin ist einzusehen, dass die einzelnen Einwegventileinheiten sich auch separat einsetzen lassen. So bieten sie ggf. den doppelten Schutz und sind, wenn der zusätzliche Schutz nicht erforderlich ist, auch einzeln einsetz- und nutzbar.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt als Perspektive ein Schnabel-Einwegventil, das in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist;
2 ist ein Aufriss von vorn desselben; die Rückansicht ist identisch;
3 zeigt als Perspektive zwei der Schnabel-Einwegventile nach 1, die gerade ineinander gesteckt werden;
4 ist ein Vertikalschnitt durch eine Leitung, in die zwei erfindungsgemäße Schnabel-Einwegventile ineinander gesteckt eingesetzt sind;
5 entspricht der 2, zeigt aber eine zweite Ausführungsform des Schnabel-Einwegventils; auch hier ist die rückseitige identisch mit der Frontalansicht;
6 entspricht der 5, zeigt aber ein zweites Schnabel-Einwegventil in das erste eingesteckt; und
7 zeigt einen Schnitt durch die Einwegventilanordnung der 6.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die 1 zeigt allgemein bei 10 ein Schnabel-Einwegventil mit einem rohrförmigen Zulauf 11, einem Absatz 12, einem Hals 13 radial einwärts vom Zulauf, ein Paar flexibler Lippen 14,15, zwischen denen ein Ablaufschlitz 16 ausgebildet ist, und (vergl. 4) einem Durchgang 18. Wie mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet, sind die Lippen 14,15 zueinander hin verjüngt geführt.
Der Zulauf 11 ist bei 21 länglich. Sitzen also die Lippen 14,15 im Zulauf 18 (vergl. 3 und 4), liegt das Ende der Verlängerung 21 am Absatz 12 an, während (bspw.) eine axial sich erstreckende Oberfläche der Verlängerung 21 an eine axial verlaufende Oberfläche des Halses 13 gepresst ist. Wichtig ist, dass dabei ein Spalt 22 verbleibt (vergl. insbesondere 4), so dass sich das erste Schnabel-Einwegventil ohne Störung durch das Einsteckende des zweiten Schnabel-Einwegventil öffnen und schließen kann. Falls erwünscht, lassen die Einwegventile sich dauerhafter aneinander festlegen – bspw. mit einem Klebstoff, einer Ultraschallschweißung oder einem anderen Verfahren (wobei ein Kontaktpunkt zwischen einer Innenfläche einer Verlängerung 21 und einer Außenfläche eines Halses 13 liegt oder eine Ausnehmung und ein Vorsprung sich entlang der Oberfläche 12 berühren).
Wie in 4 gezeigt, lassen solche Anordnungen sich in die Leitung 26 einsetzen, wobei sie dicht abschließend an der Verengung 27 anliegen. Nach dem Einsetzen können zusätzliche herkömmliche Aufbauelemente am Zulaufende der Einwegventilanordnung (nicht gezeigt) dazu dienen, die Einwegventilanordnung in der Leitung zu arretieren.
Die 5 zeigt ein alternatives Einwegventil 30, das in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist. Es ist zwar ähnlich der ersten Ausführungsform ausgeführt; der Kontaktbereich zwischen dem Hals und der Verlängerung ist jedoch modifiziert, um eine Rastverbindung zu ermöglichen.
Es liegen ein rohrförmiger Zulauf 31, ein Absatz 32, ein Hals 33, die Schnabellippen 34, 35 sowie ein Ablaufschlitz 36 vor. In den Hals 33 ist eine einwärts gerichtete Nut eingeformt. Der Zulauf 38 ist mit einem radial einwärts gerichteten Wulst 41 ausgeführt, der in die Nut 33 im Hals einrastbar ist.
Diese Ausführungsform bietet eine sichere Versperrung zwischen den Schnabelventilen, ohne dass Klebstoffe, Schweißungen oder ein extrem dichte Presspassung erforderlich ist, die eng toleriert sein müssten. In Folge des gewunde nen Übergangs zwischen dem Wulst 41 und der Nut 33 verbessert sie auch den Abschluss zwischen den beiden Einwegventilen.
Die Wasserströmung von rechts nach links in der Leitung 26 der 4 bewirkt das Öffnen beider Schnäbel, so dass die Strömung nicht gesperrt wird. Eine Rückströmung ist verhindert, auch wenn einer der Schnäbel von Fremdkörpern im Offenzustand blockiert wird.
Mit der vorliegenden Erfindung einsetzbare Schnabel-Einwegventile lassen sich nach einer Vielzahl herkömmlicher, aus dem Stand der Technik bekannter Formungsverfahren herstellen (bspw. spritzformen).
Ein erfindungsgemäßes bevorzugtes Einwegventil hat einen Durchmesser zwischen 6,6 mm und 6,76 mm am rohrförmigen Zulauf, eine axiale Länge zwischen 12,57 mm und 12,83 mm über alles und einen Schnabel mit einer axialen Länge zwischen 4,95 mm und 5,21 mm. Ein Verhältnis von Länge über Alles zum Durchmesser von 1,9 bis 1 für jedes einzelne Einwegventil ist bevorzugt. Auf jeden Fall sollte die axiale Länge des Schnabels des ersten Ventils kürzer sein als die der Zulaufkammer des anderen.
Zum Ausbilden der erfindungsgemäßen Ventile sind verschiedene elastische Werkstoffe geeignet – bspw. Santopreme^® der Fa. Advance Elastomer Systems.
Die Anordnung ist besonders gut geeignet für extrem gedrängt aufgebaute Produkte wie Gartenschlauchdüsen. Da weiterhin beide Schnäbel im wesentlichen gleich sein können, sind zum Herstellen derselben zwei separate Formen nicht erforderlich.
Die vorgehende Beschreibung betrifft nur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Es sind alternative Ausführungsformen möglich, die ebenfalls unter die Ansprüche fallen. Bspw. lassen die Abmessungen der Anordnung (und jedes Einwegventils) modifizieren und derartige Anordnungen dann in zahlreichen verschiedenen Anwendungen einsetzen, in denen es nicht um Wasser geht – bspw. in Hochdruckgase oder andere Flüssigkeiten führenden Systemen.
Auch lassen sich auch andere Einrichtungen zum Versperren der Ventile bis zur endgültigen Montage des Einwegventilsystems einsetzen (bspw. Gewinde oder Bajonettverbindungen). darüber hinaus lassen sich auf die gleiche Weise mehr als zwei dieser Ventile stapeln, um den Schutz zu erhöhen. Zum vollen Umfang der Erfindung sei daher auf die Ansprüche verwiesen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Es werden Einwegventilanordnungen zum verbesserten Rückflussschutz in Leitungen bereit gestellt. Derartige Einwegventile sind in Verbindung mit gedrängt aufgebauten Düsen besonders nützlich.

Claims

Einweg- bzw. Rückschlag-Ventilanordnung mit: einem ersten Schnabel-Einwegventil (10) mit einem Einlass (18) an einem Ende, einem am anderen Ende ausgebildeten Elastomer-Schnabel (14, 15, 16) und einem Hals (13) zwischen dem einen und dem anderen Ende, wobei der Schnabel gegenüber liegende Lippen (14, 15) und einen Auslass (16) aufweist, der durch Auseinanderbiegen der Lippen (14, 15) öffenbar ist; einem zweiten Schnabel-Einwegventil (10) mit einem Einlass (16) an einem Ende, einem am anderen Ende ausgebildeten Elastomer-Schnabel (14, 15, 16) und einem Hals (13) dazwischen, wobei der Schnabel ebenfalls gegenüber liegende Lippen (14,15) und einen Auslass (16) aufweist, der durch Auseinanderbiegen seiner Lippen öffenbar ist; wobei der Schnabel (14, 15, 16) des ersten Schnabel-Einwegventils teleskopartig in den Einlass (18) des zweiten Schnabel-Einwegventils eingeschoben und dort festgehalten wird und die Lippen (14, 15) des ersten Ventils im Einlass (18) des zweiten Ventils auswärts bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnabel des ersten Schnabel-Einwegventils (10) durch eine Rastverbindung zwischen dem Hals (13) des ersten Schnabel-Einwegventils und dem Einlass (18) des zweiten Schnabel-Einwegventils in den Einlass des letzteren ein- und mit ihm zusammengesetzt gehalten wird.
Einwegventilanordnung nach Anspruch 1, deren beide Einwegventile identisch aufgebaut sind.
Einwegventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, deren erstes Schnabel-Einwegventil zwischen seinem Schnabel und seinem Einlass (38) eine radial einwärts gerichtete Halsnut (33) und das zweite Schnabel-Einwegventil in seinem Einlass einen radial einwärts gerichteten Vorsprung aufweist, wobei der Vorsprung (41) in die Nut (33) eingerastet wird.
Einweg- bzw. Rückschlag-Ventilanordnung mit: einem ersten Schnabel-Einwegventil (10) mit einem Einlass (16) an einem Ende, einem am anderen Ende ausgebildeten Elastomer-Schnabel (14, 15, 16) mit gegenüber liegenden Lippen (14, 15) und einem Auslass (16), der durch Auseinanderbiegen der Lippen (14, 15) öffenbar ist; einem zweiten Schnabel-Einwegventil (10) mit einem Einlass (18) an einem Ende, einem am anderen Ende ausgebildeten Elastomer-Schnabel (14, 15, 16) ebenfalls mit gegenüber liegenden Lippen (14, 15) und einem Auslass, der durch Auseinanderbiegen der Lippen öffenbar ist; wobei der Schnabel (14, 15, 16) des ersten Schnabel-Einwegventils teleskopartig in den Einlass (18) des zweiten Schnabel-Einwegventils eingeschoben und dort festgehalten wird; dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Einwegventil (10) durch die Berührung ihrer axial gerichteten Flächen (13, 21) in einer ineinander gesteckten Konfiguration gehalten werden.
Einwegventilanordnung nach Anspruch 4, deren erstes Einwegventil (10) eine axial gerichtete Fläche (13) hat, die an eine axial gerichtete Fläche (21) des zweiten Einwegventils (10) angepresst ist.
Einwegventilanordnung nach Anspruch 4 oder 5, deren beide Einwegventile identisch aufgebaut sind.
Verfahren zum Verhindern eines Rückstroms in einer Leitung, indem man eine Einwegventilanordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche in eine Leitung einsetzt.