DE3814248A1 - Einstellbares rueckschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einstellbares Rückschlagven­ til.

Die bekannten Rückschlagventile bestehen aus einem mit wenigstens zwei Öffnungen versehenen Ventilraum, der ein in diesem bewegliches Verschlußelement, regelmäßig eine Kugel, aufnimmt. Die vorbekannten Rückschlagventile kön­ nen nur den Druck in die eine Richtung freigeben und in die andere Richtung sperren, eine Einstellung des Durch­ flußquerschnitts ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rück­ schlagventil zu schaffen, das von einem Medium in beide Richtungen durchströmt werden kann, wobei der sich für beide Strömungsrichtung ergebenden Öffnungsquerschnitt einstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung an.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert wird. Dabei zeigt bzw. zeigen

Fig. 1 u. Fig. 2 eine schematische Darstel­ lung eines vorbekannten Kugel- Rückschlagventils;

Fig. 3 u. 4 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen einstellbaren Rück­ schlagventils;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung ei­ nes ersten Ausführungsbeispiels ei­ nes einstellbaren Rückschlagventils nach der Erfindung;

Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung durch das in Fig. 5 dargestellte Ventil;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A von Fig. 6;

Fig. 8 eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B von Fig. 6;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung durch den Ventilkörper des in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiels;

Fig. 10 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung entlang der Linie F-F von Fig. 10;

Fig. 12 eine Schnittdarstellung entlang der Linie G-G von Fig. 12;

Fig. 13 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie H-H des in Fig. 14 darge­ stellten weiteren Ausführungsbei­ spiels;

Fig. 14 eine Längsschnittsdarstellung dieses weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig. 15 eine Schnittdarstellung entlang der Linie J-J des Ausführungsbeispiels nach der Erfindung entlang der Linie J-J von Fig. 16;

Fig. 16 eine andere Längsschnittdarstellung des Hohlkörpers des in Fig. 14 dar­ gestellten weiteren Ausführungsbei­ spiels in Richtung der Linie I-I von Fig. 13;

Fig. 17 eine Längsschnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 18 eine Schnittdarstellung entlang der Linie L-L von Fig. 17;

Fig. 19 eine Längsschnittdarstellung entlang der Linie M-M des in Fig. 18 darge­ stellten Ausführungsbeispiels;

Fig. 20 eine Querschnittsdarstellung entlang der Linie N-N von Fig. 19;

Fig. 21 eine Schnittdarstellung zur Erläute­ rung der Ausbildung der Kanäle bei einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 22 eine Fig. 21 entsprechende Darstel­ lung;

Fig. 23 eine Schnittdarstellung entlang der Linie S-S von Fig. 23;

Fig. 24 eine Darstellung zur Erläuterung der Einstelleinrichtung mit einer gera­ den Gleitnut;

Fig. 25 eine Schnittdarstellung entlang der Linie U-U von Fig. 24;

Fig. 26 eine andere Ausbildung einer Ein­ stelleinrichtung mit einer schrau­ benlinienförmigen Gleitnut entlang der Linie T-T von Fig. 27; und

Fig. 27 eine die in Fig. 26 dargestellte Ausbildung in einer Abwicklung.

Fig. 1 zeigt ein übliches Kugelventil, das mit drei Öff­ nungen 21, 22, 22′ versehen ist und dessen Ventilraum 29 eine Kugel 11 aufweist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung strömt ein Medium durch die Öffnung 22′ in den Ventilraum 29 ein und aus der Öffnung 21 wieder aus, während in der Fig. 2 dargestellten Stellung das Medium durch die Öffnung 22 in dem Ventilraum 29 ein und durch die Öffnung 21 aus diesem wieder ausfließt.

Bei diesem vorbekannten Kugelventil nimmt die Kugel 11 entweder die in Fig. 1 oder aber die in Fig. 2 darge­ stellte Stellung ein, in der entweder die Öffnung 22 (Fig. 1) oder aber die Öffnung 22′ (Fig. 2) vollständig geschlossen ist.

In den Fig. 3 und 4 wird das Grundprinzip des einstell­ baren Rückschlagventils nach der Erfindung erläutert. Dieses besteht aus einem vorzugsweise zylindrischen Ven­ tilkörper 2, der ein in diesem bewegliches Verschlußele­ ment 1 aufnimmt. Der Weg, in dem der Hohlkörper 1 in dem Ventilraum 29 beweglich ist, wird durch zwei Einstelle­ lemente 3 begrenzt. Fig. 3 zeigt dabei eine Einstellung, bei der ein Fluid durch die Öffnung 22′ in den Ventil­ raum 29 ein- und aus der Öffnung 22 wieder austritt, in Fig. 4 ist die Strömungsrichtung dagegen umgekehrt. Die Einstellung der Einstellelemente 3, 3′ ist dabei derart gewählt, daß der Strömungsquerschnitt für die in Fig. 3 dargestellten Strömungsrichtung relativ klein, bei der in Fig. 4 dargestellten Strömungsrichtung dagegen rela­ tiv groß ist. Dies beruht darauf, daß die Einstellung des Einstellelements 3 so gewählt ist, daß bei der in Fig. 3 dargestellten Strömungsrichtung das Verschlußele­ ment 1 von der einen Ventilsitz 22 bildenden Öffnung ei­ nen Spaltabstand a hat, der geringer ist als der Spalt­ abstand b, der den Strömungsquerschnitt bei der in Fig. 4 dargestellten Strömungsrichtung begrenzt.

Die Spaltbreite a bzw. b zwischen dem Ventilraum 29 und den Kanälen 20, die den Verschlußkörper 1 umgeben, kann dabei zwischen O und S (maximaler Spaltbreite und maxi­ malem Querschnitt) gewählt werden.

Die Strömung erfolgt also grundsätzlich durch einen das Verschlußelement 1 umgebenden Kanal 20, wobei die wirk­ same Fläche dieses Kanals 20 durch die Einstellung der beiden Einstellelemente 3, 3′ einstellbar ist.

Wenn das Medium (Fig. 3) durch die Öffnung 22′ ein­ strömt, drückt sie das Verschlußelement 1 in die in Fig. 3 gestellte Stellung gegen das Verstellelement 3. Das Verschlußelement 1 läßt zwischen dem Kanal 20 und der Öffnung 22 lediglich eine Spaltbreite a, das Verschluß­ element 1 sperrt dagegen über eine Fläche S-a, bei gege­ benen Druckverhältnissen strömt eine Menge Q durch das Ventil. Bei einer umgekehrten Strömungsrichtung (Fig. 4) wird das Verschlußelement 1 dagegen gegen das Einstelle­ lement 3′ gedrückt, das Verschlußventil sperrt die Strö­ mung in einer Fläche S-b, läßt aber eine Spaltbreite b offen, durch das Ventil strömt eine Menge Q′. Die durch das Ventil strömende Menge kann also - konstante Druck­ verhältnisse vorausgesetzt - durch eine Einstellung der Einstellelemente 3, 3′ für die beiden Strömungsrichtun­ gen unabhängig voneinander eingestellt werden, wobei auch eine völlige Sperrung (a = 0 bzw. b = 0), bei der das Ventil wie ein normales Rückschlagventil arbeitet, ein­ gestellt werden kann.

Durch das hier vorgeschlagene Ventil kann also die Strö­ mungsmenge in zwei Richtungen unabhängig voneinander eingestellt werden. Bei einer Maximaleinstellung des Einstellelements 3 bzw. des Einstellelements 3′ arbeitet das hier vorgeschlagene einstellbare Rückschlagventil in der einen bzw. in der anderen Richtung wie ein normales Rückschlagventil, in den Zwischenstellungen dagegen er­ laubt das Ventil die Einstellung der in der jeweiligen Strömungsrichtung fließenden Strömungsmenge.

Das Ventil nach der Erfindung hat den Vorteil, daß es nur zwei Flüssigkeitsöffnungen hat, und damit relativ einfach aufgebaut ist. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich auch daraus, daß ein zylindrischer Hohlkör­ per verwendet werden kann, der einfach hergestellt wer­ den kann. Auf die Verwendung einer Kugel kann verzichtet werden, das Verschlußelement kann vielmehr zylindrisch ausgebildet sein.

Das Ventil nach der Erfindung ist zum Steuern verschie­ denartiger Medien geeignet, besonders dort, wo automati­ sche Regelventile erforderlich sind (die Einstellung der Einstellelemente 3 bzw. 3′ kann natürlich auch über Ser­ vomotoren od. dgl. bewirkt werden).

Ventile nach der Erfindung können beispielsweise bei ei­ nem Druckwasservorsorgungssystem in der Verbindungslei­ tung zwischen dem Energiespeicher und dem Leitungsnetz eingesetzt werden. Der Nebenschluß von der Pumpe zu dem Energiespeicher wird wesentlich vermindert. Der Druck in einem Wassernetz wird bei Verwendung des hier vorge­ schlagenen Ventils stabiler.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Fig. 5 bis 27 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläu­ tert.

Bei dem ersten, in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Aus­ führungsbeispiel besteht das Ventil aus einem Ventilkör­ per 2, einem in diesem beweglich geführten, zylindri­ schen Verschlußelement 1 und zwei identischen Einstelle­ lementen 32, 32′. Der Hohlzylinder 2 bildet in seiner Mitte den Ventilraum 29 aus, der zylindrisch ist. In dem Bereich des Ventilraums 29 sind vier sich parallel zu der Achse des Ventilkörpers erstreckende Kanäle 20 mit rundem Querschnitt angeordnet, die aus jeweils einem sich axial erstreckenden Abschnitt 24 und zwei sich ra­ dial erstreckenden Abschnitten 25, 26 bestehen. Im Be­ reich zwischen den Öffnungen der radialen Abschnitte 25, 26 sind zwei Ringnuten 27, 28 vorgesehen, deren Durch­ messer größer ist als der des Ventilraums 29 und deren Breite gleich oder größer ist als der Durchmesser des Kanals 20.

Das Verschlußelement 1 ist zylindrisch ausgebildet und in den Ventilraum 29 so eingesetzt, daß er den Ventil­ raum 29 abdichtet, in diesem jedoch axial verschiebbar ist.

Die Einstellelemente sind bei diesem Ausführungsbeispiel als Hohlschrauben 32, 32′ ausgebildet, die jeweils einen Flansch 33 aufweisen, wobei die Flansche mit Blindboh­ rungen 38 versehen sind. Die Flansche 33 ermöglichen ein Ein- bzw. Ausschrauben der Hohlschrauben 32, 32′ in bzw. aus dem mit Gewinden 23 versehenen Hohlkörper 2, wodurch - wie oben erläutert - der Strömungsquerschnitt für eine Strömung in der einen bzw. in der anderen Strömungsrich­ tung bestimmt wird. Die Hohlschrauben 32, 32′ können na­ türlich auch, beispielsweise über ein Zahnradgetriebe od. dgl., automatisch eingestellt werden.

Die Hohlschrauben 32 weisen jeweils vier sich radial er­ streckende Öffnungen 35 auf, die mit den Innenringnuten 27, 28 kommunizieren.

Es versteht sich, daß die Anschlußleitungen in das In­ nengewinde 37 der Hohlschrauben 33 eingesetzt sind. Das Außengewinde 36 der Hohlschrauben 33 greift in das Innengewinde 23 in dem Hohlkörper 2.

Das zweite, in den Fig. 10 bis 12 dargestellte Ausfüh­ rungsbeispiel entspricht weitgehend dem eben beschriebe­ nen ersten Ausführungsbeispiel. Allerdings sind hier die beiden Öffnungen 21, 21′ radial angeordnet, der Ventil­ raum 29 ist nicht mit Innenringnuten ausgebildet. Die Einstellelemente bestehen aus massiven Schrauben 31, 31′, die mit Stangen 311 versehen sind, die wiederum den einstellbaren Anschlag für das Verschlußelement 1 bil­ den.

Das in den Fig. 13 bis 16 weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß auch hier der Hohlkörper nicht mit Innen­ ringnuten ausgebildet ist und die Einstellelemente durch vier Blöcke 30, 30′ gebildet werden, die in gleichem Ab­ stand voneinander angeordnet sind. Dabei gleiten diese Hohlkörper 30, 30′ in Gleitnuten 231. Diese Gleitblöcke 30, 30′ sind mit Schrauben versehen, die eine Mutter 39 tragen, wobei durch ein Anziehen der Mutter gegen den Körper 2 die Gleitelemente, die den Anschlag für das Verschlußelement 1 bilden, einstellbar sind.

Das in den Fig. 17 bis 20 dargestellte weitere Ausfüh­ rungsbeispiel entspricht weitgehend dem Ausführungsbei­ spiel nach den Fig. 13 bis 16, wobei die Kanäle 20′ je­ doch als vier an dem Hohlkörper in gleichem Abstand von­ einander angeordneten und mit diesem verbundene Röhren sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen die Öffnungen 21, 21′ radial an den beiden gegenüberliegen­ den Enden des zylindrischen Körpers. Dabei sind die En­ den des zylindrischen Hohlkörpers 2 mit in dieser einge­ schraubten Scheiben 4, 4′ verschlossen, bei deren Öffnen (und Verschließen der radialen Öffnungen 21, 21′) ein Ventil mit axialem Ein- bzw. Austritt gegeben ist.

Schließlich wird in den Fig. 24 bis 27 ein weiteres Aus­ führungsbeispiel gezeigt, bei dem wiederum Gleitblöcke vorgesehen sind, die mit einer in einem Langloch 231 ge­ führten und über eine Schraube 39 verstellbaren Langloch aufweisen. Dabei zeigen die Fig. 26 und 27 ein Ausfüh­ rungsbeispiel, bei dem dieses Langloch schraubenlinien­ förmig um den Umfang des Hohlkörpers erstreckt. Für eine Einstellung werden die Gleitelemente also durch ein Ver­ drehen der Schraube samt Schraubenmutter spiralförmig um den Hohlkörper herum verstellt, die gewünschte Stellung wird durch Anziehen der Mutter 39 fixiert.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfin­ dung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombi­ nation für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

• Bezugszeichenliste   1 Verschlußelement
    2 Hohlkörper
    3 Einstellelemente
    4 Stöpsel
    4′ Stöpsel
   11 Stahlkugel
   20 Kanal
   20′ Röhre
   21 Öffnung
   21′ Öffnung
   22 Öffnung
   22′ Innengewinde
  231 gestreckte Gleitnut
  232 schraubenlinige Gleitnut
   24 axialer Kanal
   25 radialer Kanal
   26 radialer Kanal
   27 Ringnut
   28 Ringnut
   29 Ventilraum
   30 Begrenzungsblock
   30′ Begrenzungsblock
   31 Einstellelement
   31′ Einstellelement
  311 Stange
   32 Regulierring
   32′ Regulierring
   33 Flansch
   34 axialer Durchgang
   35 radialer Durchgang
   36 Außengewinde
   37 Innengewinde
   38 Blindloch
   39 Schraube mit Schraubenmutter

Claims (9)

1. Einstellbares Rückschlagventil, mit einem in dem Ventilraum (29) beweglichen Verschlußelement (1) und we­ nigstens zwei mit dem Ventilraum (29) kommunizierenden Öffnungen (22, 22′), dadurch gekennzeichnet, daß zwei den Weg des beweglichen Verschlußelements (1) begrenzen­ de Einstellelemente (3, 3′) vorgesehen sind, die zur Ein­ stellung des Strömungsquerschnitts des Ventils in der einen bzw. in der anderen Strömungsrichtung einstellbar sind, und der Ventilraum (29) mit das Verschlußelement überbrückenden Kanälen (20) kommuniziert, wobei das Ver­ schlußelement (1) in der jeweiligen die Kanäle (20) der jeweiligen Einstellung der Einstellelemente (3, 3′) ent­ sprechend mehr oder weniger sperrt.

2. Einstellbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (22, 22′) axial angeordnet sind, wobei die Kanäle (20) integrale Be­ standteile des Ventilkörpers (2) sind und Ringnuten (27, 28) zwischen den Kanälen (20) und dem Ventilraum (29) vorgesehen sind, wobei die Einstellelemente (3) als Hohlschrauben (33) ausgebildet sind, und die Strömungs­ querschnitte in der einen bzw. in der anderen Richtung durch das Ausmaß des Einschraubens der jeweiligen Ein­ stellelemente 33, 33′ bestimmt werden.

3. Einstellbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kanäle (20) als außen an den Ventilkörper (2) angesetzte Rohrstücke (20) ausge­ bildet sind und an den Verbindungsstellen zwischen den Rohrstücken (20′) und dem Ventilraum (29) Innenringnuten (27, 28) vorgesehen sind, wobei die Einstellelemente (3, 3′) als Hohlschrauben ausgebildet sind, durch deren Ein­ schrauben in den Ventilkörper (2) die für die jeweiligen Strömungsrichtungen sich ergebenden Strömungsquerschnitte bestimmt werden.

4. Einstellbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (21, 21′) wenig­ stens im wesentlichen radial zu dem Hohlkörper angeord­ net sind, die Kanäle (20) integrale Bestandteile des Hohlkörpers (2) bilden und das Einstellelement als in die Enden des zylindrischen Hohlkörpers (2) ein- und ausschraubbare, mit einer Stange (311) versehene Elemen­ te (31) ausgebildet sind, wobei der Querschnitt der Stange (311) kleiner ist als der Querschnitt des Ventil­ raums (29) und wobei die Stange (311) den einstellbaren Anschlag für das Verschlußelement (1) bildet.

5. Regelbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (21, 21′) im we­ sentlichen radial zu dem im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper (2) ausgebildet sind, bei der die Kanäle (20) als Rohrstücke (20′) ausgebildet sind und das Einstellele­ ment als in die Enden des zylindrischen Hohlkörpers (2) eingeschraubte Elemente (31, 31′) ausgebildet sind, die Stangen (311) tragen, deren Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Ventilraums (29) ist, wobei die Stangen (311) die Anschläge für das Verschlußelement (1) bilden.

6. Einstellbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (22, 22′) axial zu dem im wesentlichen zylindrischen Ventilraum (29) ausgebildet sind, wobei die Kanäle (20) integrale Be­ standteile des Hohlkörpers (2) sind, wobei das Ver­ schlußelement (1) durch wenigstens einen Block (30, 30′), der in dem Hohlkörper (2) verschiebbar und fest­ stellbar angeordnet ist, gebildet wird.

7. Einstellbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (21, 21′) im we­ sentlichen radial zu dem zylindrischen Ventilraum (2) angeordnet sind, wobei die Kanäle (20) durch außen an diesen angesetzte Rohrstücke (20′) gebildet sind, und das Verstellelement durch wenigstens einen Begrenzungs­ block (30′) gebildet wird, der in dem Ventilkörper (2) axial verschieb- und relativ zu diesem feststellbar aus­ gebildet ist.

8. Einstellbares Rückschlagventil nach einem der vor­ angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Einstellelemente (3, 3′) über eine Ge­ windeverbindung erfolgt.

9. Einstellbares Rückschlagventil nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ stellung der Einstellelemente (3, 3′) über eine in einem Langloch geführte, feststellbare Schrauben/Mutter- Verbindung (39) erfolgt.