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Rückschlagventil mit Flüssigkeitsbremse Gegenstand der Erfindung ist
ein Rückschlagventil für Flüssigkeiten mit außerhalb des durchfließenden Mediums
liegendem Ringkolben zur Dämpfung der Schließbewegung kurz vor dem Abschluß. Bezweckt
wird ein rasches Schließen der Rohrleitung bei Abstellen der Pumpe bis auf einen
kleinen Resthub. Dieser wird durch die konzentrisch um das Gehäuse angeordnete Ölbremse
mit stark verzögerter Schließbewegung durchlaufen, um auftretenden Druckwellen noch
Durchlaß zu gewähren, ein sanftes Aufsetzen des Kegels auf den Gehäusesitz zu sichern
und Drucksteigerungen je nach Einstellung der Dämpfung ganz zu vermeiden oder auf
ein Mindestmaß zu beschränken.
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Die übliche bekannte Bauart der Rückschlagklappen mit außen am Gehäuse
angebauter Ölbremse erfüllt nicht in allen Fällen ihren Zweck. Soweit es sich bei
den durchfließenden Betriebsmitteln um leichte Medien wie Gase oder Luft handelt,
bestehen gegen die Verwendung der außenliegenden Ölbremse keinerlei Bedenken. Anders
verhält es sich dagegen bei Wasser und erst recht bei Rückschlagklappen größerer
Nennweiten. Beim Abstellen der Pumpe erfolgt in den meisten Fällen ein Rückstoß
auf die Klappenscheibe, der je nach der vorausgegangenen Wassergeschwindigkeit in
der Rohrleitung erheblich über die manometrische Förderhöhe hinausgeht. Rechnet
man diese Kräfte um, so zeigt sich, daß die mechanischen Übertragungselemente, die
die Verbindung zur Ölbremse herstellen, wie Welle, Hebel und Bolzen, gegenüber der
üblichen normalen Ausführung stark überdimensioniert sein müßten, um eine sichere
Dämpfung zu gewährleisten. Auch hat die Praxis bewiesen, daß schon bei verhältnismäßig
kleinen Rückschlagklappen trotz angebauter Ölbremse Wasserschläge beim Abstellen
der Pumpen nicht immer vermieden werden konnten. Die auftretenden Rückstoß @. kräfte
können nicht wirksam aufgefangen werden, Welle
und Hebel federn
stark durch, die Klappenscheibe legt sich vorzeitig auf den Gehäusesitz und schließt
den Durchgang vollkommen ab, während der Kolben der Ölbremse infolge der Elastizität
des überbeanspruchten Materials noch nicht seine dem Klappenschluß entsprechende
untere Endstellung erreicht hat, sondern verzögert nachfolgt.
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Nicht in allen Fällen tritt das Versagen der einseitig an der Rückschlagklappe
angehängten Ölbremse offensichtlich in Erscheinung; da die jeweiligen Betriebsbedingungen
und die Rohrleitungsanordnung stark mit ausschlaggebend sind. Außerdem hat die Ölbremse
vielfach auch nur die Aufgabe, das Pendeln der Klappenscheibe im Wasserstrom zu
verhindern.
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Eine andere ebenfalls bekannte Bauart mit Klappen in Gruppenanordnung,
bei welcher mehrere Klappen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, läßt
die Anbringung von Dämpfungsvorrichtungen nicht zu und bedingt außerdem erhebliche
Durchflußwiderstände.
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Dem Erfindungsgegenstand liegt der Gedanke zugrunde, die kurz vor
dem Abschluß auf die Rückseite des Kegels wirkenden Kräfte durch eine große Bremsfläche
wirksam aufzufangen, die Ölbremse außerhalb anzuordnen, um eine Überwachung de;
Stopfbüchsen zu sichern und Leckölverluste zu vermeiden.
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Fig. i stellt einen Längsschnitt durch den Erfindungsgegenstand dar.
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Fig. 2 zeigt das Ventil im Querschnitt mit Draufsicht auf die Führungsrippen
für den Kegel und die Anordnung der Zugstangen.
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Fig.3 zeigt den Querschnitt eines der im Ringkolben 6 eingebauten
kleinen Rückschlagkegels und Fig.4 die druckentlastete Stopfbüchse der Zugstange
7.
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Ein als Schwimmkörper ausgebildeter Abschlußkegel i mit strömungstechnisch
günstiger Form ist im Gehäuse 2 einerseits durch Führungsrippen 3, andererseits
durch ein Lagerkreuz 4 konzentrisch während der Hubbewegung geführt. Durch den Auftrieb
wird das Eigengewicht des Abschlußkegels größtenteils auf-. gehoben und die Reibungswiderstände
an den Führungen auf ein Mindestmaß beschränkt. Um das Gehäuse ist der Bremszylinder
5 angeordnet; in welchem sich der Ringkolben 6 bewegt. Dieser ist durch mehrere
Zugstangen 7 mit dem Abschlußkegel verbunden. Die Zugstangen sind in entgegengesetzter
Richtung über den Ringkolben und den Boden des Bremszylinders hinaus verlängert
8, wodurch das Volumen des Ringzylinders bei jeder Kolbenstellung immer gleich groß
bleibt, was für das einwandfreie Arbeiten der Ölbremse von besonderer Bedeutung
ist.
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Im Ringkolben sind mehrere kleine Rückschlagkegel untergebracht (s.
Fig. 3), die während des Öffnungsvorgangs den ungehinderten Übertritt des Bremsmittels
von einer zur anderen Kolbenseite gestatten, um ein rasches Öffnen des Abschlußkegels
i beim Anfahren der Pumpe zu gewährleisten. Beim Abstellen der Pumpe wird die Schließbewegung,
deren Weg bis auf einen Restweg ebenfalls schnell durchlaufen werden soll, durch
eine im Führungsrohr g zentral und geschützt gelagerte Feder io eingeleitet.
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Das Bremsöl wird durch den Kolben über Umgangsleitungen ii ohne Widerstand
in die hintere Ölkammer verdrängt, bis der Kolben die Durchflußöffnung 12 überdeckt.
Eine weitere Umgangsleitung 13 mit Regulierventil 14, die ebenfalls am Umfang des
Bremszylinders angebracht ist, gestattet die Dämpfung des restlichen Schließvorgangs
je nach Einstellung des Regulierventils 14. Hierbei wird der Rückstoß der über dem
Rückschlagventil ruhenden Wassersäule auf den Abschlußkegel über die Zugstangen
durch den Ringkolben aufgenommen. Die Dämpfung des Resthubes kann in zwei oder drei
Stufen durch entsprechende Umgangsleitungen erfolgen.
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Die am Ende der Zugstangen liegenden Stopfbüchsen 15 bleiben während
des Öffnungsvorgangs nahezu drucklos, da das Bremsöl, wie bereits oben erwähnt,
ungehindert von einer Kolbenseite auf die andere treten kann. Die Stopfbüchsen 16
dagegen -vxeräen ebenfalls durch kleine Umgansgleitungen 17 während des Schließ-bzw.
Bremsvorgangs drucklos gehalten.