DE69811627T2 - Trocknungsvorrichtung mit einem Rückschlagventil mit geringer Bauhöhe - Google Patents

Trocknungsvorrichtung mit einem Rückschlagventil mit geringer Bauhöhe

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Description

    Querverweis auf verwandte Anmeldung
  • Die in dieser Anmeldung offen gelegte Erfindung steht im Zusammenhang mit den Erfindungen aus dem USA-Patent 5.961.698 mit dem Titel "Doppel-Lufttrockenturm" und dem USA-Patent 5.901.464 mit dem Titel "E-1 Doppel-Lufttrockenturm für einen Luftkompressor".
  • Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Rückschlagventile, die aus Gründen der Kompaktheit ein kleines Format aufweisen und besonders geeignet für den Einsatz bei Lufttrocknern sind, die in den obigen Patenten offen gelegt werden. Doppel-Trockentürme sind auf dem Fachgebiet hinlänglich bekannt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Alle derartigen Trockner geben trockene Druckluft an Systeme ab, die solche Luft einsetzen, wobei die Systeme oft Hauptvorratsbehälter einschließen, welche die Luft für den Einsatz durch diese Systeme speichern. Trockene Luft wird aus den Trocknern über ein Rückschlagventil abgegeben, und das Ventil bleibt geschlossen, wenn keine Auslassluft vorhanden ist, um das Ventil zu öffnen. Die Aufgabe eines solchen Ventils besteht darin, einen Luftkompressor und Lufttrockner gegen den Druck abzudichten, der innerhalb des Hauptvorratsbehälters vorherrscht, wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist, und einen Druckverlust des Hauptvorratsbehälters über den Kompressor zu verhindern. Bei dem ersten der oben angeführten USA- Patente besteht eine Aufgabe darin, einen solchen Lufttrockner so kompakt wie möglich zu gestalten, da nicht immer ausreichend Platz für die Aufnahme von Trocknern vorhanden ist.
  • Rückschlagventile werden seit langer Zeit auf einer Reihe von Gebieten eingesetzt. Da es dem Leser möglicherweise das Verständnis für die hier offen gelegte Erfindung erleichtert, wird der nachfolgende Verweis als der Erfindung zugrunde liegender allgemeiner Stand der Technik angeboten. EP-A-0298281 offenbart ein Rückschlagventil 1, das ein röhrenförmiges Gehäuse 2, einen Kolben 5 und eine Feder 6 aufweist. Das Gehäuse 2 verfügt über keine anderen Kanäle außer einem Einlass 3 und einem Auslass 4, die axial ausgerichtet sind. Gehäuse 2 weist einen inneren ringförmigen Sitz 7 auf, gegen den der Kopf des Kolbens 5 durch die Feder 6 gespannt wird. Dieser Sitz 7 ist jedoch Teil des Gehäuses 2. Solange der Druck, der auf den Kopf des Kolbens 5 einwirkt, unterhalb eines Schwellenwertes gehalten wird, bleibt Einlass 3 gegenüber Auslass 4 geschlossen.
  • Aufgaben der Erfindung
  • Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor und Lufttrockner gegenüber dem Druck des Hauptvorratsbehälters abzudichten, wenn der Kompressor abgeschaltet ist, und keinen Verlust von Druck des Hauptvorratsbehälters über den Kompressor zu gestatten. Diese Aufgabe wird erfüllt durch den Einsatz eines kompakten, kleinformatigen Rückschlagventils, für welches eine minimale Fläche in der Anlage und dem Umfeld, in denen es eingesetzt wird, benötigt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein System, das Druckluft und ein in diesem System eingesetztes Rückschlagventil nutzt, wird in Anspruch 1 definiert. Das Rückschlagventil der vorliegenden Erfindung weist ein flaches Gehäuse mit einem relativ flachen Kolben und einer Vorspannfeder auf. Die Stirnfläche des Ventils weist eine Dichtung auf, wie zum Beispiel einen O- Ring, der gegen eine stationäre Fläche einer zugehörigen Struktur, an welcher das Ventil befestigt ist oder sich darin befindet, anliegt und abdichtet. Wenn der Kolben an dieser stationären Fläche anliegt, schließt er einen Einlasskanal. Wenn jedoch am Einlasskanal Druck eingeleitet wird, löst sich der Kolben und gestattet es, dass Luft durch das Rückschlagventil vom Einlasskanal zu den Strömungsöffnungen und aus ihnen heraus strömt, die im Gehäuse gebildet sind.
  • Das Rückschlagventil kann jedoch zusätzlich innere Kanäle aufweisen, die durch eine Außenseitenwand des Gehäuses gebildet werden, um eine Strömungsverbindung mit Steuerkomponenten im System zu schaffen, in welchem das Rückschlagventil installiert ist. Wenn das Rückschlagventil geöffnet wird, fließt Druckluft ebenfalls durch diese inneren Kanäle und durch radiale Öffnungen, die in der Struktur ausgebildet sind, zu den Steuerkomponenten des Systems oder der Systeme, die diese Luft einsetzen.
  • Wenn kein Überdruck auf die Stirnfläche des Kolbens ausgeübt wird, drückt Gegendruck aus dem System, welches die Luft einsetzt, den Kolben gegen die stationäre Fläche, so dass kein Druck aus dem System entweicht. Ein kleine Feder, die sich im Gehäuse befindet, kann diese Abdichtfunktion unterstützen.
  • Die Zeichnungen
  • Verständlicher wird die Erfindung mit ihren Aufgaben und Vorteilen anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, worin:
  • Fig. 1 eine Schnittansicht des kleinformatigen Ventils der Erfindung ist,
  • Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung des Ventils aus Fig. 1 ist, und
  • Fig. 3 eine schematische Ansicht des Ventils ist, das mit zwei Wechselventilen in einem Doppelturm-Trockenstoff-Trocknersystem verbunden ist.
  • Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • Jetzt wird Bezug genommen auf die Zeichnungen, in denen Fig. 1 ein flaches kleinformatiges Rückschlagventil 10 zeigt, welches in Fig. 1 in einer flachen Vertiefung 12 einer Struktur 14 angeordnet ist. Struktur 14 kann z. B. ein Verteilerblock der Art sein, die für einen Doppelturm-Lufttrockner im USA-Patent 5.961.698 gezeigt wird, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
  • Struktur 14 schafft eine stationäre Fläche 16, an der eine Stirnfläche 18 eines Kolbens 20 des Ventils 10 anliegt (Fig. 1). Struktur 14 weist einen Einlasskanal 22 in Strömungsverbindung mit der Stirnfläche des Kolbens und mit dem Inneren des Ventils 10 auf, wenn sich der Kolben von der stationären Fläche 16 weg bewegt. Ein in Struktur 14 geschaffener Auslasskanal steht in Verbindung mit einem Vorratsbehälter 50.
  • Ventil 10 schließt weiterhin ein flaches Gehäuse 24 ein, welches den Kolben 20 enthält. Eine Schraubenfeder 26 wird gezeigt, die den Kolben umgibt und zwischen einem vergrößerten Abschnitt oder Flansch 28 des Kolbens und der Innenfläche des unteren Wandabschnitts 30 des Gehäuses positioniert ist. Der Flanschabschnitt 28 des Kolbens schafft eine relativ breite Stirnfläche 18, die eine Schwalbenschwanznut 32 aufweist, die einen O-Ring 34 hält, der aus der Stirnfläche 18 hervorragt.
  • Kolben 20 hat zusätzlich eine feste Verlängerung bzw. einen Schaft 36, die bzw. der sich in eine Öffnung 38 in der unteren Wand 30 für eine axiale Gleitbewegung in dieser erstreckt. Die Öffnung und die Verlängerung sind so dimensioniert, dass eine Feinpassung geschaffen wird, jedoch ein leichtes Gleiten der Verlängerung 36 in der Öffnung 38 und in Kontakt mit der Fläche der Öffnung ermöglicht wird. Vorzugsweise bestehen der Kolben und seine Verlängerung aus einem Nichtmetallmaterial, wie z. B. Nylon oder Teflon, das selbstschmierend ist, so dass Verlängerung 36 und Öffnung 38 keine weitere Schmierung benötigen.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das distale Ende der Verlängerung 36 außerhalb des Ventilgehäuses 24 und über die Gehäusewand 30 hinaus angeordnet und weist einen in der Verlängerung angebrachten Ring 40 auf, der dazu dient, den Kolben im Gehäuse zu halten.
  • Fig. 2 zeigt vier innere Kanäle 42 in der äußeren Seitenwand des flachen Gehäuses 24. Sie sind zu den radialen Öffnungen 44, die innerhalb der Struktur 14 gebildet sind, ausgerichtet und mit ihnen verbunden. Die inneren Kanäle 42 und die radialen Öffnungen 44 können z. B. mit den im USA-Patent 5.901.464 offen gelegten Steuerventilen in Verbindung stehen, um das Umschalten der Doppel-Trockentürme zu bewirken. Diese Steuerventile werden schematisch in Fig. 3 gezeigt und sind mit der Zahl 47 gekennzeichnet.
  • Ein zweiter O-Ring 48 wird für das Abdichten des Ventilgehäuses 24 in der Struktur 14 und gegenüber dieser bereitgestellt. In Fig. 1 ist der O-Ring in einer peripheren Nut 49 angeordnet, welche die Außenfläche der Seitenwand des Gehäuses aufweist. Ventil 10 funktioniert in folgender Weise: Wenn Druckluft in der Einlassöffnung 22 der Struktur 14 ankommt, wird eine Kraft auf Stirnfläche 18 des Kolbens 20 erzeugt, welche die Stirnfläche von der Fläche 16 weg bewegt und den Körper des Kolbens zur Wand 30 des Kolbengehäuses 24 verschiebt. Die Kolbenverlängerung 36 bewegt sich natürlich durch die Öffnung 38 in der Wand 30 hindurch, und die Feder 26 wird zwischen dem Kolbenkörper und der Wand 30 des Gehäuses 24 zusammengedrückt. Der Druck in Einlasskanal 22 kann der Druck sein, der durch einen Luftkompressor zugeführt wird und Trockenluft zu einem Vorratsbehälter 50 (Fig. 3) führt, wobei die Luft durch Trockenstoffanordnungen getrocknet worden ist. In Fig. 1 strömt diese Luft durch Strömungsöffnungen 56 in der Gehäusewand 30 über den in Struktur 14 ausgebildeten Auslasskanal zum Vorratsbehälter 50.
  • Wenn Druckluft vom Einlasskanal 22 aus Struktur 14 entfernt wird, z. B. wenn der Luftkompressor nicht arbeitet, baut sich sofort Druck gegen die Unterseite des Flansches 28 auf. Dieser Druck, der zuvor im Vorratsbehälter 50 aufgebaut wurde, während das Rückschlagventil 10 geöffnet wurde, erreicht jetzt die Unterseite des Kolbens 20 über den in Struktur 14 gebildeten Auslasskanal und die Strömungsöffnungen 56, die in der Wand 30 des Gehäuses 24 ausgebildet sind. Folglich bewegt sich der Kolben 20 nach oben und bringt den O-Ring 34 auf der Stirnfläche 18 dazu, den Einlasskanal 22 wirksam abzudichten. Feder 26 unterstützt das Schließen von Rückschlagventil 10.
  • Das Rückschlagventil 10 ist eine einfache Struktur, die sich einfach und kostengünstig herstellen lässt, und ist eine kompakte, flache Struktur, wie oben erörtert, welche eine minimale Fläche benötigt. Wie oben beschrieben, funktioniert das Rückschlagventil bei seinen ihm zugewiesenen Aufgaben gut.
  • Obwohl eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform für die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben worden ist, liegen für Fachleute auf dem Gebiet der Luftventile, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, verschiedene alternative praktische Umsetzungsmöglichkeiten der Erfindung auf der Hand, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims (6)

1. System des Einsatzes von Druckluft und ein Rückschlagventil, das in dem System eingesetzt wird, in Kombination, wobei das System Doppel-Trockentürme (52) stromauf von dem Rückschlagventil und einen Vorratsbehälter (50) stromab von dem Rückschlagventil enthält, wobei eine Druckquelle die Funktion des Rückschlagventils so steuert, dass
1. Luft von der Quelle trocknet, indem sie abwechselnd durch jeden der Doppel- Trockentürme (52) strömt, was bewirkt, dass dadurch getrocknete Luft sowohl das Rückschlagventil öffnet als auch durch es hindurch zu dem Vorratsbehälter (50) strömt, und
2. ein Nichtvorhandensein von Luft, die von der Quelle strömt, bewirkt, dass sich das Rückschlagventil schließt, wobei das System des weiteren Steuerventile (47) aufweist, die die Doppel-Trockentürme (52) abwechselnd zwischen einer Luft-Trockenfunktion und einer Trockenstoff-Spülfunktion umstellt, wobei die Kombination dadurch gekennzeichnet ist, dass:
a) das System eine Struktur (14) hat, in der eine flache Vertiefung (12) ausgebildet ist, wobei die Struktur (14) des weiteren
1. einen Einlasskanal (22) Zur Verbindung mit der Druckquelle,
2. einen Auslasskanal zur Verbindung mit dem Vorratsbehälter (50), und
3. radiale Kanäle (44) zur Verbindung mit den Steuerventilen (47) aufweist,
wobei die flache Vertiefung (12) mit der Einlassöffnung (22), der Auslassöffnung und den radialen Öffnungen (44) in Verbindung steht; und
b) das Rückschlagventil ein flaches Gehäuse (24), einen Kolben (20) und eine Feder (26) aufweist, wobei das flache Gehäuse (24) in der flachen Vertiefung (12) angeordnet ist und das flache Gehäuse (24) eine untere Wand (30) aufweist, die Strömungsöffnungen (56) zur Verbindung mit dem Vorratsbehälter (50) über den Auslasskanal der Struktur (14) aufweist und das flache Gehäuse (24) auch innere Kanäle (42) aufweist, die mit den radialen Kanälen (44) der Struktur (14) in Verbindung stehen, wobei der Kolben (20) in dem flachen Gehäuse (24) axial bewegt werden kann, darin jedoch durch die Feder (26) so gespannt wird, dass eine Stirnfläche (18) des Kolbens (20) an einer stationären Fläche (16) der Struktur (14) anliegt und so das Rückschlagventil (1) in eine geschlossene Position bringt, in der Verbindung zwischen dem Einlasskanal (22) und den Strömungsöffnungen (56) unterbrochen ist;
so dass, wenn Luft von der Quelle durch einen der Doppel-Trockentürme (52) strömt, getrocknete Luft in den Einlasskanal (22) strömt und auf die Stirnfläche (18) wirkt, so dass sich der Kolben (20) löst und so das Rückschlagventil (18) in eine offene Position drückt, in der getrocknete Luft weiter an dem Kolben (20) vorbei durch die Strömungsöffnungen und den Auslasskanal der Struktur (14) zu dem Vorratsbehälter (50) sowie durch die inneren und die radialen Kanäle (42, 44) zu den Steuerventilen (47) strömt.
2. System und Rückschlagventil (10) nach Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet durch:
a) eine Ringnut (32), die in der Stirnfläche (18) des Kolbens (20) ausgebildet ist, und
b) einen O-Ring (34), der in der Ringnut (32) befestigt ist, um die Stirnfläche (18) an der stationären Fläche (16) der Struktur(14) abzudichten, so dass verhindert wird, dass Luft aus dem Vorratsbehälter (50) austritt, wenn sich das Rückschlagventil (10) in der geschlossenen Position befindet.
3. System und Rückschlagventil (10) nach Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet durch:
a) eine Umfangsnut (49), die in einer Außenseitenwand des flachen Gehäuses (24) ausgebildet ist; und
b) einen O-Ring (48), der in der Umfangsnut (49) befestigt ist, um das flache Gehäuse (24) in und an der Struktur (14) abzudichten.
4. System und Rückschlagventil (10) nach Anspruch 1, des weiteren gekennzeichnet:
a) dadurch, dass der Kolben (20) einen Schaft (36) hat;
b) dadurch, dass die untere Wand (30) des flachen Gehäuses (24) eine Schaftöffnung (38) aufweist, durch die sich der Schaft (36) hindurch erstreckt; und
c) durch einen Haltering (40), der um ein vorderes Ende des Schaftes (36) herum befestigt ist, das außerhalb der unteren Wand (30) liegt, um den Kolben (20) in dem flachen Gehäuse (24) zu halten.
5. System und Rückschlagventil (10) nach Anspruch 1, wobei die Feder (26) zusammengedrückt um den Kolben (20) zwischen einer Unterseite eines Flansches (28) des Kolbens (20) und einem oberen Ende der unteren Wand (30) angeordnet ist.
6. System und Rückschlagventil (10) nach Anspruch 1, wobei die Struktur (14) des Systems ein Verteilerblock für die Doppel-Trockentürme (52) ist, wobei der Verteilerblock die stationäre Fläche (16) hat, an der die Stirnfläche (18) des Kolbens (20) abdichtet, wenn das Rückschlagventil (10) geschlossen ist.
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