DE1550194B2 - Vakuum-Vorratsbehälter mit Rückschlagventil - Google Patents
Vakuum-Vorratsbehälter mit RückschlagventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Vorratsbehälter mit wenigstens zwei Anschlüssen, der zwischen einer
zeitweilig nicht arbeitenden Vakuumquelle und einem Verbraucher eingeschaltet ist und in den ein Rückschlagventil
eingeschaltet ist.
Bei Vakuumanlagen, in denen eine Vakuumpumpe oder eine ähnliche Vorrichtung arbeitet, um ein
Strömungsmittel, ζ. Β. Luft, aus einem vorgegebenen Bereich oder aus einer Maschine zu entfernen,
beispielsweise aus einem Vakuummotor, soll in vielen Fällen die Möglichkeit bestehen, die Vakuumpumpe
unwirksam zu machen, wobei jedoch in dem evakuierten Bereich der Vakuumzustand weiterbestehen soll. Es
muß also verhindert werden, daß die Luft zurückströmt. Für diesen Zweck sind Rückschlagventile geeignet, also
automatisch in einer Richtung sperrende Ventile, die eine Strömung in der entgegengesetzten Richtung
zulassen. Ein derartiges Ventil ist z. B. aus der US-PS 73 339 bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Vakuum-Vorratsbehälter
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der eine einfache Konstruktion aufweist, problemlos
und kostengünstig herstellbar und vielseitig einsetzbar ist und der trotzdem eine ausgezeichnete Abdichtung
auch über längere Zeiträume gestattet.
Diese Aufgabe wird durch einen Vakuum-Vorratsbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, der
gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Behältergehäuse aus zwei Gehäuseteilen zusam7L
mengebaut ist, die eine Ringkammer bildende Ausspa-;' rungen aufweisen, daß der eine Anschluß an dem einen
Gehäuseteil angeordrietist und an einem Endabschnitt
das Rückschlagventil trägt, dessen Ventilverschlußstück eine mit ihrem äußeren Rand an diesem Gehäuseteil
eingespannte elastische Membran ist, die in ihrer Mitte eine Durchflußöffnung hat, deren Rand unter der
Wirkung des Mediumdrucks an einen, einen Ventilsitz bildenden Gehäuseanschlag anlegbar ist, der in der
Aussparung des anderen Gehäuseteils ausgebildet ist, und daß der Durchflußöffnungsrand durch eine
federnde Kraft in Schließrichtung beaufschlagbar ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Vakuum-Vorratsbehälter spricht das Rückschlagventil bereits auf minimale
Druckunterschiede in Sperrichtung an, während in Durchströmungsrichtung nur ein sehr geringer Druckverlust
auftritt. Der erforderliche Druckunterschied zum Festhalten des Ventils in geschlossener Stellung ist
dabei niedriger als der Druckunterschied, der erforder-Hch ist, um das Ventil in die geschlossene Stellung zu
bringen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 εϊηςη vertikalen Schnitt durch eine Vakuum-Vorratsbehälter-
und Ventilanordnung gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung,
Fig.2 eine Seitenansicht eines Membranventilelementes,
das einen wichtigen Teil der Erfindung dargestellt und
Fig.3 einen vertikalen Schnitt durch das Ventilelement,
im wesentlichen entlang der Linie III-III in F i g. 2.
Der in F i g. 1 gezeigte Vakuum-Vorratsbehälter 10 mit Rückschlagventil kann in Verbindung mit Vakuumanlagen
eingesetzt werden, bei denen ein ein Vakuum erzeugender Mechanismus, wie z. B, eine Vakuumpumpe,
verwendet wird, um den Druck eines Strömungsmittels, wie z. B. Luft, in einem besonderen Bereich oder
einer Vorrichtung, wie z. B. einem Vakuummotor, zu verringern, und in der es notwendig oder wünschenswert
ist, einen Vakuumzustand in einem derartigen Bereich oder einer Vorrichtung über eine ausgedehnte
Zeitspanne aufrechtzuerhalten, nachdem die Vakuumpumpe unwirksam gemacht wurde.
Der als Ausführungsbeispiel für eine derartige Anwendung bestimmte Vakuum-Vorratsbehälter 10
besteht aus einem Behälterkörper 11, der aus einem Paar vertikal geteilter Hälften 12 und 13 zusammengebaut
sein kann, die mittels einer Wärmedichtung an ihren anstoßenden Rändern 15 verbunden sind und die
in ihrer zusammengebauten Form die allgemeine Gestalt einer Tonne annehmen. Der Körper 11 kann
zum Zweck der Kosten- und Gewichtsersparnis, der Erleichterung der Konstruktion und des Zusammenbaues
und anderer Gesichtspunkte aus Kunststoffmaterial hergestellt sein, das an operativ nicht wirksamen
Bereichen, wie z. B. 14 und 16, ausgeschnitten sein kann, j um sowohl das Gewicht als auch die Materialerfordernisse
zu verringern. Um ein Zusammenfallen des Körpers 11 unter hohen Vakuumbedingungen zu
verhindern, sind eine Vielzahl von Rippen 15a vorgesehen, um den Körper zu versteifen und zu
verstärken. Für Befestigungszwecke ist am unteren Ende des tonnenförmigen Behälters eine Flanschplatte
17 angegeformt, und ein Paar Schlitze 18 sind in der Platte vorgesehen, um jeweils eine Befestigungsschraube
oder andere Befestigungsvorrichtungen aufzunehmen.
Um den Behälterkörper 11 in eine Vakuumanlage einzuschalten, erstrecken sich ein Paar Verbindungsnippel
19 und 20 von dem Behälterkörper aus zur Verbindung mit einem Bereich oder einer Vorrichtung,
in der ein Vakuumzustand erzeugt werden soll, wie z. B.
einem Vakuummotor, bzw. zu einem Mechanismus, wie beispielsweise einer Vakuumpumpe, die wirksam ist, um
den Vakuumzustand zu erzeugen. Die Verbindungsnippel 19 und 20 sind rohrförmig mit geringfügig
zusammenlaufenden Endabschnitten, um ein leichtes Aufsetzen, beispielsweise von verstärkten Luftschläuchen
einer Vakuumanlage, zu ermöglichen.
Ein vertikal ausgerichteter ringförmiger Hohlraum 21 ist in dem Behälterkörper 11 durch aneinanderstoßende
ringförmig ausgesparte Wände 21a und 2ib hergestellt, die in den geteilten Abschnitten 12 und 13 ausgeformt
sind. Der ringförmige Hohlraum wiederum ist mit Stromkanälen 19a und 20a verbindbar, die in den
Verbindungsnippeln 19 und 20 ausgeformt sind.
Ein Auslaßraum 21c, der durch eine zylindrische Wand 22 begrenzt wird, ist in dem Hohlraum 21 in
umgebender Beziehung zu einem nach innen gerichteten Ansatz 23 ausgeformt, in dem das innerste Ende
eines Kanals 20a ausgebildet ist. Eine flache ringförmige Schulter ist in umgebender Beziehung zu der Wand 22
ausgeformt und hat eine hinterschnittene ringförmige Nut 24, die vorgesehen ist, um den Umfangswulstabschnitt
einer elastischen Membran aufzunehmen, die später beschrieben wird.
Eine flache Anschlagwand 29 ist mit der rechten Hälfte 13 gemeinsam ausgeformt und bildet eine flache
Sitzfläche 31, deren Oberfläche durch einen ringförmigen erhöhten Rand 32 umgeben ist.
In dem Raum 21c ist im wesentlichen quer zur Stromrichtung durch diesen Abschnitt und wirksam, um
diesen Abschnitt in ein Paar getrennte Kammern 33 und 34 zu unterteilen, ein ringförmiges elastisches scheibenförmiges
Membranventilelement 36 angeordnet. Gemäß den Fig.2 und 3 ist das Ventilelement 36
besonders gekennzeichnet durch einen äußeren ringförmigen Randabschnitt oder eine Wulst 37, einen
erweiterten mittleren Abschnitt oder einen Ansatz 38 und einen Stegabschnitt 39, der die Wulst und den
Ansatz verbindet.
Es wird gemerkt werden, daß der Wulstabschnitt 37 aus einer Rückwand 40, einer Umfangswand 41 und
einer Vorderwand 42 besteht, komplementär zu der Nut 24 (F i g. 1) geformt ist und von ihr im zusammengebauten
Zustand des Ventilelementes 36 fest abgestützt wird, um eine Dichtwulst um das Ventilelement 36 herum zu
schaffen und einen Strömungsmittelverlust um den Umfangsrand herum zu verhindern.
Der mittlere Abschnitt oder Ansatz 38 ist im allgemeinen kegelstumpfförmig und axial nach vorn in
Richtung der Anschlagwand 29 in seinem zusammengebauten Zustand versetzt. Der Ansatz 38 weist weiterhin
eine mittlere Axialbohrung oder einen Kanal 43 und eine konische Seitenwand 44 auf, die in einem radial
gerichteten Wandelement 46 ausläuft. Eine Aussparung 47 ist in der Wand 46 ausgeformt um eine erhöhte
ringförmige Dichtwulst 48 zu bilden, die die öffnung 43 umgibt.
Der Steg 39 ist ebenfalls nach vorn geneigt und umfaßt eine Vorderwand oder eine Vorderfläche 49, die
in die Seitenwand 44 des Ansatzes 38 übergeht, und eine Rückwand oder Rückfläche 50, die in eine Rückwand 51
des Ansatzes 38 übergeht. Der Abschnitt der Rückwand 51, der.die Öffnung 43 umgibt, bildet einen zylinderförmigen
axial gerichteten Ring 52.
Das Ventilelement 36 oder wenigstens sein Stegabschnitt 39 besteht aus elastischem Material, wie z. B.
Gummi, um eine Axialbewegung des Ansatzes oder des mittleren Abschnittes 38 aufzunehmen. In der dargestellten
Ausführung besteht das gesamte Ventilelement 36 aus Gummi, wodurch der Dichteffekt zwischen dem
Ventil und den angreifenden Oberflächen des Behälters 11 erhöht wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein belastendes Element oder eine Feder 53 in der zylindrischen Wand 22 in der
Kammer 33 enthalten und liegt mit seinem einen Ende an einem nach innen gerichteten Abschnitt 54 der Wand
22 an und mit dem anderen Ende an der Rückwand 51 des Ventilelementes 36 um den Ring 52 herum. Die
Feder 53 ist so konstruiert, daß sie eine konstante Druckkraft auf das Ventilelement 36 in Richtung der
Anschlagwand 29 ausübt, um die Dichtwulst 48 des Ansatzes 38 mit der Fläche 31 der Anschlagwand 29 in
Berührung zu bringen.
Im Betrieb kann das Strömungsmittel, beispielsweise Luft, durch eine Bohrung 19a, die in dem Einlaßverbindungsnippel
19 ausgeformt ist, von einem unter Druck setzbaren Bereich oder einer Vorrichtung, wie z. B.
einem Vakuummotor,' heraus und in den Hohlraum 21 hineingezogen werden, der einen Strömungsweg zu
dem Raum 21c darstellt. Ein Paar radial gerichteter Schlitze 57 sind in dem Schulterabschnitt 32 der
Anschlagwand 29 ausgeformt, um einen Strom dort hindurch in die Kammer 34 an einer Seite des
Ventilelementes 36 vorzusehen.
Gleichzeitig wird Luft aus der Kammer 33 an der entgegengesetzten Seite des Ventilelementes durch eine
Bohrung 20a gezogen, die in dem Auslaßverbindungsnippel 20 ausgeformt ist, und wenn der Strömungsmitteldruck
in der Kammer 33 ausreichend unter denjenigen herabgesetzt worden ist, der in der Kammer
34 besteht, wird die belastende Kraft der Feder 53 überwunden werden, und die Vorderwand 46 des
Ansatzes 38 wird sich von der Fläche 31 der Anschlagwand 29 fortbewegen und sich von ihr lösen.
Auf diese Weise wird das Strömungsmittel in der Kammer 34 durch die Bohrung 43 des Ventilelementes
36, die der einzige Strömungsweg an dem Ventilelement vorbei ist, und nach außen durch die Bohrung 20a zu der
Vakuumpumpe oder einer ähnlichen Vorrichtung strömen.
Nachdem die Vakuumpumpe unwirksam gemacht worden ist, wird der Strömungsmitteldruck in den
Kammern 33 und 34 ausgeglichen, und die Feder 53 wird wieder die Dichtfläche 46 des Ventilelementes in
Berührung mit der Fläche 31 der Anschlagwand 29 bringen, und in dieser geschlossenen Stellung wirkt das
Ventilelement 36 als Rückschlagventil, um einen Rückstrom oder einen Verlust aus der Kammer 33 in die
Kammer 34 zu verhindern.
Es wird jedoch bemerkt werden, daß in der geschlossenen Stellung des Ventilelementes 36, wie sie
in F i g. 1 dargestellt ist, der Bereich der Fläche 50 des Ventilelementes 36, der dem Strömungsmitteldruck in
der Kammer 33 unterworfen ist, welcher den Ansatz 38 axial in Berührung mit der Fläche 31 der Anschlagwand
29 preßt, größer ist als der Bereich der Fläche 49 des Ventilelementes, der dem Strömungsmitteldruck in der
Kammer 34 unterworfen ist, und zwar um den Bereich, der von der Dichtwulst 48 in Berührung mit der Fläche
31 eingeschlossen ist.
Dementsprechend wird selbst dann, wenn der Druck in den Kammern 33 und 34 gleich ist, die DiGhtwulst 48
durch den Strömungsmitteldruck in gute Dichtberührung mit der Fläche 31 durch eine Kraft gepreßt, die
diejenige Kraft übersteigt, die von der Feder 53 ausgeübt wird. Wenn jedoch die Vakuumpumpe wieder
in Tätigkeit gesetzt und das Ventilelement 36 in eine offene Stellung bewegt wird, d. h. außer Berührung mit
der Fläche 31, sind die Bereiche an beiden Seiten des Ventilelementes 36, die dem Strömungsmitteldruck
unterworfen sind, in ihren entsprechenden Kammern gleich, so daß der Druckunterschied verringert wird, der
an dem Ventilelement notwendig ist, um das Element in offener Stellung zu halten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Vakuum-Vorratsbehälter mit wenigstens zwei Anschlüssen, der zwischen einer zeitweilig nicht
arbeitenden Vakuumquelle und einem Verbraueher eingeschaltet ist und in den ein Rückschlagventil
eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältergehäuse (10) aus zwei Gehäuseteilen
(12, 13) zusammengebaut ist, die eine Ringkammer (21) bildende Aussparungen (21a, 2Ib) aufweisen,
daß der eine Anschluß (20) an dem einen Gehäuseteil (12) angeordnet ist und an einem
Endabschnitt das Rückschlagventil trägt, dessen Ventilverschlußstück eine mit ihrem äußeren Rand
an diesem Gehäuseteil eingespannte elastische Membran (36) ist, die in ihrer Mitte eine Durchflußöffnung
hat, deren Rand unter der Wirkung des Mediumdruckes an einen, einen Ventilsitz bildenden
Gehäuseanschlag (31) anlegbar ist, der in der Aussparung (21Z^ des anderen Gehäuseteils (13)
ausgebildet ist, und daß der Durchflußöffnungsrand durch eine federnde Kraft in Schließrichtung
beaufschlagbar ist.
2. Vakuum-Vorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseanschlag
(31) radiale Kanäle (57) ausgebildet sind.
3. Vakuum-Vorratsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (53)
die Bohrung des zweiten Anschlußnippels (20) umgibt und zwischen einer Nippelschulter (54) und
der Membran angeordnet ist.
4. Vakuum-Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Gehäuseanschlag (31) zugewandte Oberfläche (49) der Membran kleiner ist als die gegenüberliegende
(50).
5. Vakuum-Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gehäuseteile (12, 13) zusätzliche, der Gewichtseinsparung dienende Aussparungen (14,16) aufweisen.
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-
1966
- 1966-06-28 DE DE1966D0050413 patent/DE1550194C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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