Beschreibung description
Rückschlagventilcheck valve
Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, das einen Ventilsitz mit mindestens einer durch ein unter der Wirkung einer Federkraft stehendes Verschlußorgan selbsttätig verschließbaren Durchlassbohrung umfasst.The invention relates to a check valve which comprises a valve seat with at least one passage bore which can be closed automatically by a closure member which is under the action of a spring force.
Rückschlagventile, die unter einem bestimmten Druck des betreffenden Mediums entgegen einer auf ein Verschlußorgan wirkenden Federkraft eine Durchlassöffnung freigeben und diese ansonsten unter der Federwirkung geschlossen halten, sind hinreichend bekannt. Die bekannten Rückschlagventile dieser Gattung sind insofern nachteilig, als zur Erzielung der Schließkräfte mehrere Bauteile erforderlich sind. Daher sind die Kosten, der Montageaufwand, der Platzbedarf und die Störanfälligkeit entsprechend hoch. Die mechani- sehen Ventilteile, zum Beispiel Federn, sind den oftmals aggressiven Medien ausgesetzt, so dass die Lebensdauer gering ist.Check valves that release a passage opening under a certain pressure of the medium in question against a spring force acting on a closure member and otherwise keep it closed under the spring action are well known. The known check valves of this type are disadvantageous in that several components are required to achieve the closing forces. Therefore, the costs, the installation effort, the space requirement and the susceptibility to failure are correspondingly high. The mechanical valve parts, for example springs, are exposed to the often aggressive media so that the service life is short.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rück- schlagventil der eingangs erwähnten Art anzugeben, das einfach ausgebildet ist, eine geringe Baugröße ausweist und auf einfache Weise montiert bzw. demontiert werden kann und sich durch eine zuverlässige Funktion und lange Lebensdauer auszeichnet.The invention is therefore based on the object of specifying a non-return valve of the type mentioned at the outset which is simple in design, has a small size and can be assembled and disassembled in a simple manner and is distinguished by a reliable function and a long service life.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Rückschlagventil gelöst. Aus den Unteransprüchen ergeben sich weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht vor allem darin, dass eine in dem Ventilsitz befindliche Durchlassöffnung für das betreffende Medium allein aufgrund der Biegeelastizität eines die Auslassöffnung übergreifenden Ventiltel- lers aus gummielastischem Material verschlossen wird. Der Ventilteller wird mittig an dem Ventilsitz gehalten und steht aufgrund einer in dessen Randbereich vorgesehenen umlaufenden Erhöhung (Distanzring mit Dichtkante) unter einer Vorspannung, so dass die innerhalb dieses Distanz- ringbereiches zur Mittelachse des Ventiltellers versetzt angeordneten Durchlassbohrungen durch die Biegeelastizität des Ventiltellers abgedichtet sind, solange die von dem betreffenden Medium ausgehende Druckkraft nicht größer als die Biegeelastizitätskraft des Ventiltellers ist. Der Ven- tilteller weist einen von seiner Mitte senkrecht abstrebenden Montageschaft mit einem im Abstand vom Ventilteller ausgebildeten Haltebund auf. Auf diese Weise kann der Ventilteller über eine Montagebohrung im Ventilsitz zentrisch und aufgrund der elastischen Ausbildung des Montageschaf- tes sogar unter Vorspannung auf dem Ventilsitz befestigt werden. Das Rückschlagventil besteht somit lediglich aus einem einstückigen gummielastischen Verschlussorgan mit biegeelastischem Ventilteller, der mittels eines Montageschaftes in einer Montagebohrung des Ventilsitzes gehalten ist. Das heißt, es ist nur ein einziges Bauteil vorhanden, das einfach ausgebildet, leicht zu montieren und nicht störanfällig oder korrosionsanfällig ist und zudem einen geringen Platzbedarf hat. Entsprechend der durch das Einbinden von Versteifungseinlagen veränderlichen Biegeelas- tizität des aus gummielastischem Material bestehenden Ventiltellers kann das erfindungsgemäße Rückschlagventil zur Abdichtung bei sehr kleinen bis hin zu sehr hohen Drücken eingesetzt werden.According to the invention the object is achieved with a check valve designed according to the features of claim 1. Further features and advantageous developments of the invention result from the subclaims. The basic idea of the invention is, in particular, that a passage opening in the valve seat for the medium in question is closed solely on account of the bending elasticity of a valve plate made of rubber-elastic material that extends over the outlet opening. The valve disk is held in the center of the valve seat and is under a prestress due to a circumferential elevation provided in its edge area (spacer ring with sealing edge), so that the passage bores which are offset within this spacer ring area from the center axis of the valve disk are sealed by the bending elasticity of the valve disk, as long as the pressure force emanating from the medium in question is not greater than the bending elastic force of the valve plate. The valve plate has an assembly shaft which struts vertically from its center with a retaining collar which is formed at a distance from the valve plate. In this way, the valve plate can be attached centrally to the valve seat via a mounting hole in the valve seat and, even under pretension, due to the elastic design of the mounting shaft. The check valve thus consists only of a one-piece rubber-elastic closure member with a flexible valve plate, which is held in a mounting hole of the valve seat by means of an assembly shaft. This means that there is only one component that is simple in design, easy to assemble and not susceptible to malfunction or corrosion and also requires little space. The check valve according to the invention can be used for sealing at very low to very high pressures in accordance with the bending elasticity of the valve plate, which is made of rubber-elastic material, which can be varied by incorporating stiffening inserts.
Bei der einstückigen Ausführung des Verschlussorgans mit am Ventilteller angeformtem Montageschaft wird der Monta-
geschaft mit dem sich zum Schaftende hin konisch verjüngenden elastischen Haltebund durch die Montageöffnung im Ventilsitz gezogen. In Ausgestaltung der Erfindung ist a- ber auch eine lösbare Verbindung zwischen dem Ventilteller und dem Montageschaft vorgesehen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Ventilteller auf andere Weise unmittelbar mit dem Ventilsitz mittig verbunden ist.In the one-piece design of the closure member with the mounting stem molded onto the valve plate, the assembly with the elastic retaining collar, which tapers conically towards the end of the shaft, through the assembly opening in the valve seat. In an embodiment of the invention, however, a detachable connection between the valve plate and the mounting stem is also provided. In principle, it is also conceivable that the valve disk is connected in another way directly to the center of the valve seat.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. la und 1b eine Draufsicht und eine seitlicheFig. La and 1b a top view and a side
Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückschlagven- tils;Sectional view of a first embodiment of the check valve according to the invention;
Fig. lc und ld eine seitliche Schnittansicht jeweils desFig. Lc and ld a side sectional view of each
Verschlussorgans und des Ventilsitzes vor der Montage;Closure member and the valve seat before assembly;
Fig. 2a und 2b eine Draufsicht und eine seitliche2a and 2b are a plan view and a side view
Schnittansicht einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Rückschlagventils ;Sectional view of a second embodiment of the check valve according to the invention;
Fig. 2c und 2d eine seitliche Schnittansicht jeweils des2c and 2d are a side sectional view of each
Verschlussorgans und des Ventilsitzes nach Fig. 2a/b;Closure member and the valve seat according to Fig. 2a / b;
Fig. 3a und 3b eine Draufsicht und eine seitliche3a and 3b are a top view and a side view
Schnittansicht einer dritten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils; und
Fig. 3c und 3d eine seitliche Schnittansicht jeweils desSectional view of a third embodiment variant of a check valve according to the invention; and 3c and 3d are side sectional views of each
Verschlussorgans und des Ventilsitzes nach Fig. 3a/3b.Closure member and the valve seat according to Fig. 3a / 3b.
Gemäß der Zeichnung besteht das Verschlussorgan 1 aus einem Ventilteller 2, einem Halteschaft 3 mit Haltebund 4 und einem Montageschaft 5. An der Dichtseite 6 des Ventiltellers 2 ist im Randbereich ein umlaufender Distanzring 7 mit Dichtkante angeformt. Das Verschlussorgan 1 ist einstückig aus einem gummielastischen Material gebildet. Der Haltebund 4 hat die Form eines sich zum Ventilteiller 2 hin erweiternden Kegelstumpfes, dessen kleiner Durchmesser dem des Montageschaftes entspricht und dessen großer Durchmesser größer als der des Halteschaftes 3 ist. Der Ventilsitz 8 umfaßt eine Ventilscheibe 9 aus einem starren oder elastischen Material mit einer mittig angeordneten Montagebohrung 10 und zwei seitlich -von dieser vorgesehenen Durchlassbohrungen 11. Bei der Montage des Rückschlagventils wird der konische Haltebund 4 des Verschlußorgans 1 mit Hilfe des Montageschaftes 5 durch die Montagebohrung 10 der Ventilscheibe 9 gezogen, so dass der Halteschaft 3 in der Montagebohrung 10 der Ventilscheibe 9 und der Ventilteller 2 in seinem mittleren Bereich elastisch auf der Ventilscheibe 9 liegt. Aufgrund der Elastizität des aus einem elastischen Werkstoff bestehenden Ventiltellers 2 in Verbindung mit dem Distanzring 7 biegt sich der Ventilteller 2 in seinem mittleren Bereich elastisch durch und liegt in seinem Randbereich mit dem Distanzring 7 mit Dichtkante unter einer Vorspannung, d.h. fest abdichtend auf der Oberfläche der Ventilscheibe 9 auf. Bei einem an der freien Seite der Durchlassbohrungen 11 unter Druck anliegenden flüssigen bzw. dampf- oder gasförmigen Medium kann dieses, sofern dessen Druckkräfte größer als die e- lastischen Gegenkräfte des Ventiltellers 2 sind, die Durchlassbohrungen 11 passieren. Andernfalls ist der Medienstrom aufgrund der durch den Distanzring 7 bewirkten
elastischen Vorspannung des Ventiltellers 2 unterbrochen. Die Größe der elastischen Vorspannung kann durch die Höhe des Distanzringes 7 und das Material sowie die Stärke des Ventiltellers 2 eingestellt werden. Da der Halteschaft 3 auch aus einem elastischen Werkstoff besteht, kann über dessen Länge bzw. jeweilige Dehnung auch die Anpresskraft im mittleren Bereich des Ventiltellers 2 auf die Ventilscheibe 9 festgelegt werden. Mit einem derart ausgebildeten Rückschlagventil ist es möglich, in einem konstruktiv einfachen Aufbau und ohne störempfindliche Bauteile allein aus der Eigenelastizität des Verschlussorgans 1 entgegen der Strömungsrichtung eine sichere Abdichtung zu erreichen. Das Rückschlagventil kann konstruktiv sowohl für sehr kleine als auch für sehr große Druckbereiche ausge- legt werden.According to the drawing, the closure member 1 consists of a valve plate 2, a holding shaft 3 with a retaining collar 4 and a mounting shaft 5. A circumferential spacer ring 7 with a sealing edge is formed on the sealing side 6 of the valve plate 2. The closure member 1 is formed in one piece from a rubber-elastic material. The holding collar 4 has the shape of a truncated cone which widens towards the valve part 2, the small diameter of which corresponds to that of the mounting shaft and the large diameter of which is larger than that of the holding shaft 3. The valve seat 8 comprises a valve disk 9 made of a rigid or elastic material with a centrally arranged mounting hole 10 and two laterally provided through holes 11. When installing the check valve, the conical retaining collar 4 of the closure member 1 is by means of the mounting shaft 5 through the mounting hole 10 of the valve disk 9 is pulled so that the holding shaft 3 rests elastically on the valve disk 9 in the central bore in the mounting bore 10 of the valve disk 9 and the valve plate 2. Due to the elasticity of the valve plate 2 made of an elastic material in connection with the spacer ring 7, the valve plate 2 bends elastically in its central region and lies in its edge region with the spacer ring 7 with sealing edge under a pretension, ie tightly sealing on the surface of the Valve disc 9 on. In the case of a liquid or vapor or gaseous medium which is present under pressure on the free side of the through bores 11, this can pass through the through bores 11 provided that its pressure forces are greater than the elastic counterforces of the valve disk 2. Otherwise, the media flow is due to that caused by the spacer ring 7 elastic bias of the valve plate 2 interrupted. The size of the elastic preload can be adjusted by the height of the spacer ring 7 and the material and the thickness of the valve plate 2. Since the holding shaft 3 also consists of an elastic material, the contact pressure in the central region of the valve disk 2 on the valve disk 9 can also be determined via its length or respective expansion. With a check valve designed in this way, it is possible to achieve a secure seal against the flow direction in a structurally simple construction and without components sensitive to interference solely from the inherent elasticity of the closure member 1. The check valve can be designed for both very small and very large pressure ranges.
Bei einer in den Figuren 2a bis 2d gezeigten Ausführungsvariante ist der Distanzring 7 ' mit Dichtkante zur Erzeugung der Vorspannung des Ventilteilers 2 ' in Umkehrung zu dem zuvor erläuterten Rückschlagventil an der Dichtfläche der Ventilscheibe 9' angeformt. Mit dieser Ausführungsform wird im Wesentichen die gleiche Wirkung wie mit dem Rückschlagventil gemäß Fig. la bis ld erzielt. Gleiche Teile sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ei- ne Besonderheit dieser Ausführungsform besteht jedoch noch darin, dass in den Ventilteller 2' eine Versteifungsplatte 12 eingeformt ist. Die Versteifungsplatte 12 kann aus Kunststoff oder Metall in unterschiedlicher Stärke bestehen. Andererseits können auch anders profilierte Verstei- fungsteile in den Ventilteller eingebunden sein. Dadurch ist die Elastizität des Ventiltellers 2' in weiten Grenzen veränderbar. Selbstverständlich kann eine solche Versteifungsplatte 12 auch bei dem in Fig. la bis ld beschriebenen Ventilteller 2 vorgesehen sein.
In den Figuren 3a bis 3d ist ein Rückschlagventil mit einer aus zwei Teilen gebildeten Verschlussorgan 1 wiedergegeben. Das Verschlussorgan 1 umfasst einen versteiften Ventilteller 2 mit an diesem angeformtem Distanzring 7 mit Dichtkante. In diesem Fall ist die Versteifungsplatte 12' noch stärker als in dem vorangegangenen Ausführungsbei- spiel ausgebildet und mit einem Gewindebolzen 13 verbunden, der mittig aus dem Ventilteller 2 herausragt. In den am Montageschaft 5 angeformten Haltebund 4 aus elastischem Material ist ein Verstärkungskern 14 eingebunden, der im Bereich des Halteschaftes 3 in eine Gewindehülse 15 mit Innengewinde übergeht. Bei der Montage wird der Halteschaft 3 von unten in die Montagebohrung 10 gesteckt und mit dem Ventilteller 2 verschraubt. Die aus elastischem Material bestehende Ummantelung des Ventiltellers 2 bzw. des Haltebundes 4 liegt dabei im Bereich der Ventilscheibe 9 an.
In an embodiment variant shown in FIGS. 2a to 2d, the spacer ring 7 'with a sealing edge for producing the pretension of the valve divider 2' is formed on the sealing surface of the valve disk 9 'in reverse of the check valve explained above. With this embodiment, essentially the same effect is achieved as with the check valve according to FIGS. 1a to 1d. The same parts are therefore also designated with the same reference numerals. A special feature of this embodiment, however, is that a stiffening plate 12 is molded into the valve plate 2 '. The stiffening plate 12 can consist of plastic or metal in different thicknesses. On the other hand, stiffening parts with different profiles can also be integrated in the valve disk. As a result, the elasticity of the valve plate 2 'can be changed within wide limits. Of course, such a stiffening plate 12 can also be provided in the valve plate 2 described in FIGS. FIGS. 3a to 3d show a check valve with a closure element 1 formed from two parts. The closure member 1 comprises a stiffened valve plate 2 with a spacer ring 7 formed thereon with a sealing edge. In this case, the stiffening plate 12 'is even stronger than in the previous exemplary embodiment and is connected to a threaded bolt 13 which protrudes from the center of the valve plate 2. A reinforcing core 14 is integrated into the retaining collar 4 made of elastic material, which is formed on the mounting shaft 5 and which merges into a threaded sleeve 15 with an internal thread in the region of the retaining shaft 3. During assembly, the holding shaft 3 is inserted into the mounting bore 10 from below and screwed to the valve plate 2. The sheathing of the valve plate 2 or the retaining collar 4, which is made of elastic material, lies in the area of the valve disk 9.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
I Verschlussorgan 2 VentiltellerI Closing device 2 valve plates
3 Halteschaft3 holding shaft
4 Haltebund4 retaining collar
5 Montageschaft5 assembly shaft
6 Dichtseite / Dichtfläche 7 Distanzring mit Dichtkante6 Sealing side / sealing surface 7 Spacer ring with sealing edge
8 Ventilsitz8 valve seat
9 Ventilscheibe9 valve disc
10 Montagebohrung10 mounting hole
II Durchlassbohrung 12 Versteifungsplatte o. ArmierungsmaterialII through-hole 12 stiffening plate or reinforcement material
13 Gewindebolzen13 threaded bolts
14 Verstärkungskern14 reinforcement core
15 Gewindehülse
15 threaded sleeve