DE586304C - Check valve for pipelines, especially as a starting device for centrifugal pumps - Google Patents

Description

Es ist bereits bei Absperrklappen, sog. Rückschlagklappen, für Rohrleitungen bekannt, deren Öffnen und Schließen bei Druckschwankungen und das damit erzeugte Klappern durch Dämpfungszylinder zu beheben. Auch ist vorgeschlagen, aber noch nicht bekanntgeworden, die durch die Verwendung eines solchen Mittels zu träge Bewegung der Klappe dadurch zu beseitigen, daß der Zylinder mit der Druckleitung in.Verbindung steht, so daß vder Kolben als Kraftkolhen wirkt.It is already known for butterfly valves, so-called non-return valves, for pipelines, their opening and closing in the event of pressure fluctuations and the rattling generated thereby to be remedied by damping cylinders. It is also proposed, but not yet known, caused by the use of such a means too sluggish movement of the To remove the flap by the fact that the cylinder is in connection with the pressure line, so that the piston acts as a power piston.

Die Erfindung beruht in der Erkenntnis, diesen Kraftkolben zu einem ganz anderen Zwecke zu benutzen, nämlich um die Rück- · schlagklappe nach Art eines pneumatischen Türschließers langsam zu öffnen bzw. zu schließen, um die durch plötzliches Öffnen und Schließen der Klappe so gefürchteten Rohrschläge zu verhüten, aber auch, um die teure Fernsteuerung motorangetriebener Schieber zu ersparen, über die sonst das langsame Öffnen und Schließen der Schieber im normalen Betrieb erfolgt und die als Anlaufvorrichtung für Kreiselpumpen dienen.The invention is based on the knowledge, this power piston to a completely different one Purposes, namely to use the non-return valve in the manner of a pneumatic Door closer to open or close slowly to avoid the sudden opening and closing the flap so to prevent the dreaded pipe blows, but also to avoid the expensive motorized remote control To spare sliders, which would otherwise slow the opening and closing of the slider in the normal operation takes place and which serve as a starting device for centrifugal pumps.

Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß der Kolben zylinder- und kolbenstangenseitig unter derartig verschiedenen, vor und hinter der Klappe vorhandenen Rohrleitungsdrucken steht, daß durch die Druckdifferenzkräfte Gegendruckkräfte entstehen, die ' bremsend beim öffnen und Schließen der Rückschlagklappe wirken. Zu diesem Zwecke kann auch die Verbindung des Kolbens mit der Rückschlagklappe derart ausgebildet werden, daß bei Überwindung eines kleinen öffnungs- bzw. Schließungswinkels ein größerer Kolbenweg zurückgelegt wird gegenüber demjenigen Kolbenweg beim Durchlaufen des restlichen Winkels. Verstärkt werden kann die bremsende Wirkung beim öffnen und Schließen der Klappe dadurch, daß der Kolben zylinderseitig einen Schließ- bzw. öffnungsdorn für das in den Zylinder einmündende Ende der Verbindungsleitung besitzt. Zum Regeln der ■ Öffnungs- -und Schließgeschwindigkeit der Klappe kann noch in die Verbindungsleitung eine Durchgangsquerschnittregelvorrichtung eingebaut werden.According to the invention, this takes place in that the piston is on the cylinder and piston rod side under such different pipeline pressures in front of and behind the valve stands that the pressure differential forces create counter-pressure forces that 'brake act when opening and closing the non-return valve. For this purpose can also the connection of the piston with the non-return valve can be formed such that a larger piston travel when overcoming a small opening or closing angle is covered compared to that piston path when passing through the remaining one Angle. The braking effect when opening and closing can be increased the flap in that the piston on the cylinder side has a locking or opening mandrel for has the end of the connecting line opening into the cylinder. To regulate the ■ Opening and closing speed of the flap can still be in the connecting line a passage area control device can be installed.

In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. . In the figures, an embodiment according to the invention is shown. .

Abb. ι zeigt einen Längsschnitt durch eine Rückschlagklappenarmatur und Abb. 2 einen Querschnitt dazu in Linie A-A nach Abb. 1.Fig. 1 shows a longitudinal section through a non-return valve fitting and Fig. 2 shows a cross section in line AA according to Fig. 1.

In dem Armaturgehäuse α ist die Klappe e über den Hebel f um die Achse d drehbar gelagert. Bei entsprechender Drehung legt sie sich auf die Dichtungsringfläche c auf und verschließt die von der Ringfläche umgebene Öffnung. Der Hebel/ setzt sich über die Achse d fort und geht in eine Schlitzführung g über. Diese Führung greift an dem in der geteilten Kolbenstangew befestigten und mit einer Hülse i umkleideten Bolzen η an, der zu beiden Seiten über Hülsen 0 in Gleitbahnen p geführt wird. Die Gleitbahnen werden durch Ausschnitte in den Tragarmen b des Zylinders h gebildet. Über diese Arme wird der Zylinder an der Drehachse d auf der einenIn the fitting housing α , the flap e is rotatably mounted about the axis d via the lever f. When rotated accordingly, it rests on the sealing ring surface c and closes the opening surrounded by the ring surface. The lever / continues over the axis d and merges into a slot guide g . This guide engages the bolt η which is fastened in the split piston rod and which is covered with a sleeve i and which is guided on both sides via sleeves 0 in slideways p. The slideways are formed by cutouts in the support arms b of the cylinder h . About these arms, the cylinder is on the axis of rotation d on the one

Seite und über den Zylinderdeckel an der Ar matur α auf der anderen Seite gehalten. Das Äußere des Zylinders h und die Kolbenstangenseite des Kolbens i stehen unter einem Druck, der hinter der Klappe e herrscht. Der im Zylinder h über Ringe k geführte Kolben i besitzt zylinderseitig einen zugespitzten Dorn/, der in das in den Zylinderkörper mündende Ende eines Rohres r vollständig ίο eindringen kann. Das Rohr wird mittels einer Stopfbüchse g durch die Wandung der Armatur« geführt und durch eine Regelvorrichtung in Form einer Einstellschraube u zur Veränderung des Durchgangsquerschnittes der hier einmündenden Rohrleitung ί verschlossen. Der Anfang der Rohrleitung liegt vor der Rückschlußklappe bzw. der durch sie zu verschließenden Öffnung und wird durch einen Staukopf t gebildet. In der Rohrleitung ist ao noch ein Dreiwegehahn ν vorgesehen, der zum Ablassen des Zylinderinhalts und Prüfen der Dichtheit des Kolbens i einerseits und zur Prüfung der Dichtheit der Klappe auf der Ringfläche c andererseits dient. Auf das eine durch eine Stopfbüchse w herausgeführte Ende der Drehachse d ist noch eine Signalvorrichtung χ nach Abb. 2 gesetzt..Side and held over the cylinder cover on the fitting α on the other side. The outside of the cylinder h and the piston rod side of the piston i are under a pressure that prevails behind the flap e. The piston i guided in the cylinder h via rings k has a pointed mandrel / on the cylinder side which can penetrate completely into the end of a tube r opening into the cylinder body. The pipe is passed through the wall of the fitting by means of a stuffing box g and is closed by a regulating device in the form of an adjusting screw u to change the cross-section of the pipe ί which opens here. The beginning of the pipeline lies in front of the return flap valve or the opening to be closed by it and is formed by a dam head t . In the pipeline there is also a three-way valve ν , which serves to drain the cylinder contents and check the tightness of the piston i on the one hand and to check the tightness of the flap on the annular surface c on the other hand. A signaling device χ according to Fig. 2 is placed on one end of the axis of rotation d which is led out through a stuffing box w.

Bei Vorhandensein von mehreren Rückschlagklappen können alle, über ein Gestänge miteinander verbunden, gemeinsam auf den Bremskolben wirken.If there are several non-return valves, all of them can be operated via a linkage connected to each other, act together on the brake piston.

Naturgemäß kann der Zylinder mit dem Kolben auch außerhalb des Gehäuses α angeordnet werden.Naturally, the cylinder with the piston can also be arranged outside the housing α will.

Die Wirkungsweise der Rückschlagklappeneinrichtung gemäß der Erfindung ist folgende: Wenn bei geschlossener Klappe e ein Druck in der eingezeichneten Pfeilrichtung wirkt, z. B. von einer Kreiselpumpe aus, so würde bei einer ungedämpften Klappe bei Überwindung des hinter der Klappe befindlichen Gegendruckes die Förderung ziemlich plötzlich beginnen. Bei der Ausbildung gemäß der Erfindung beginnt jedoch die Förderung erst allmählich, und zwar aus folgenden Gründen: Der Kolben i steht bei geschlossener Klappe in einer Stellung, bei der sein Dorn / die öffnung des Rohres r vollständig verschließt. Beginnt nun die Klappe e sich zu öffnen, so versucht diese über den Hebel f und die Kolbenstange den Kolben i aus dem Zylinder h herauszuziehen. Hierdurch erzeugt der Kolben i einen Unterdruck bzw. ein Vakuum auf der Zylinderseite des Kolbens i, und zwar dadurch, daß der Kolben bzw. seine Stange m einen großen Bremsweg C-B gegenüber dem kleinen Öffnungswinkel α¹ zurücklegen muß und der Rohrleitungsinhalt, meistens wohl Wasser, durch das Verbindungsrohr ί bzw. die Regelungsvorrichtung u nicht rasch genug naehströmen kann. Verstärkt wird diese Wirkung anfangs noch dadurch, daß der Dorn / das Rohr r fast vollständig, im weiteren Verlauf des Öffnens immer weniger verschließt und erst nach Erreichen des Öffnungswinkels cc¹' ganz freigibt. Da nun aber hinter der Klappe e, also auf der Kolbenstangenseite, ein großer Druck herrscht, so wirkt der Kolben bremsend auf das öffnen ein, und auf diese Differenz drucke sind die entstehenden Gegendruckkräfte zurückzuführen.The mode of operation of the non-return valve device according to the invention is as follows: When the valve e is closed, a pressure acts in the direction of the arrow, e.g. B. from a centrifugal pump, then with an undamped flap when the counter pressure behind the flap is overcome, the promotion would start quite suddenly. In the embodiment according to the invention, however, the delivery only begins gradually, for the following reasons: When the flap is closed, the piston i is in a position in which its mandrel / the opening of the tube r completely closes. If the flap e begins to open, it tries to pull the piston i out of the cylinder h via the lever f and the piston rod. As a result, the piston i generates a negative pressure or a vacuum on the cylinder side of the piston i, namely by the fact that the piston or its rod m has to cover a large braking distance CB compared to the small opening angle α ¹ and the pipeline contents, mostly water, ί through the connecting pipe or the control device does not u quickly enough can naehströmen. This effect is initially reinforced by the fact that the mandrel / tube r closes almost completely, as the opening progresses less and less and only ^{fully releases after the opening angle cc 1} 'has been reached. But since there is now a high pressure behind the flap e, that is to say on the piston rod side, the piston acts as a brake on the opening, and the counter-pressure forces that arise are due to these differential pressures.

Ist der Öffnungswinkel α¹ erreicht, so kann die weitere Öffnung bis zum großen Winkel cr rascher erfolgen. Es wird deshalb nur der kleine Bremsweg B-A von dem Kolben zurückgelegt. Once the opening angle α ^{1 is} reached, further opening can take place more quickly up to the large angle cr. Therefore, only the small braking distance BA is covered by the piston.

Mit wachsendem Öffnungswinkel macht sich jedoch das Eigengewicht der Klappe immer mehr als schließende Kraft bemerkbar, so daß eine hierdurch entstehende Drosselwirkung sich ergeben könnte. Dies wird dadurch vermieden, daß im Staukopf t vor der Klappe e und damit im Zylinder h bei der vergrößerten Strömungsgeschwindigkeit ein gewisser Überdruck entsteht, während hinter' der Klappe e und auf. der Kolbenstangenseite des Kolbens infolge der StrömungsVerluste ein gewisser Unterdruck entsteht. Diese Differenz zwischen beiden Drucken ergibt nun eine Kraft, die der Kraftwirkung des Eigengewichtes des Deckels ständig entgegenwirkt und daher die Klappe ständig hochhält und somit jede. Drosselwirkung der Klappe vermeidet.As the opening angle increases, however, the weight of the flap itself becomes more and more noticeable as a closing force, so that a throttling effect that arises as a result could result. This is avoided in that a certain overpressure arises in the damming head t in front of the flap e and thus in the cylinder h at the increased flow velocity, while behind 'the flap e and open. A certain negative pressure is created on the piston rod side of the piston as a result of the flow losses. This difference between the two pressures now results in a force that constantly counteracts the force of the lid's own weight and therefore keeps the flap up and thus every one of them. Avoids throttling effect of the flap.

Beim öffnen wird also über die Verbindungsleitung s zuerst eine bremsende Zugkraft durch den Kolben auf die sich öffnende Klappe e ausgeübt, die bei wachsendem Druck in der Rohrleitung und wachsendem Druck im Kolben umschlägt in eine die Klappe beschleunigt öffnende und offenhaltende Druckkraft. When opening, a braking tensile force is first exerted by the piston on the opening flap e via the connecting line s , which, as the pressure in the pipeline and the pressure in the piston increases, turns into a pressure force that opens the flap more quickly and keeps it open.

Im umgekehrten Falle der Schließbewegung der Klappe, also bei einem sogenannten Rückschlag, kehrt sich die dem Eigengewicht der Klappe e entgegenstehende Druckkraft in das Gegenteil um, weil jetzt der Überdruck auf der Kolbenstangenseite und der Unterdruck auf der Zylinderseite herrscht. Die sich hieraus ergebende Zugkraft bewirkt zusammen mit dem Eigengewicht der Klappe ein rasches Überwinden des Bremsweges A-B und damit ein schnelles Verschließen der Klappe um den Schließwinkel α². Für den kleinen Schließwinkel α¹ ist wieder der größere Bremsweg B-C zurückzulegen. Da aber gleichzeitig der Staudruck gegen den Deckel e und der sich am Bremskolben auswirkende Differenzdruck wischen dem Druck auf der Kolbenstangenseite und Unterdruck am Staukopf t bzw. auf der Zylinderseite anwachsen, erfolgt auch weiterhin das Schließen der Klappe rasch, bis trotz wachsender Schließkräfte bei BeginnIn the opposite case of the closing movement of the flap, i.e. a so-called kickback, the pressure force opposing the dead weight of the flap e is reversed because the overpressure on the piston rod side and the underpressure on the cylinder side now prevail. The resulting tensile force, together with the dead weight of the flap, causes the braking distance AB to be overcome quickly and thus the flap to close quickly by the closing angle α ² . For the small dwell angle α ¹ , the larger braking distance BC must again be covered. However, since the dynamic pressure against the cover e and the differential pressure acting on the brake piston between the pressure on the piston rod side and the negative pressure on the storage head t or on the cylinder side increase at the same time, the flap continues to close rapidly until, despite increasing closing forces, at the beginning

des Schließwinkels α¹' eine energische Abbremsung dadurch erfolgt, daß der Dorn / des Kolbens das Rohr r immer weiter verschließt und somit einen hohen Überdruck im Bremszylinder als Gegenkraft erzeugt. Dieser Schließ Vorgang entspricht auch den normalen Betriebsbedingungen, bei denen ein rasches Schließen gegenüber dem langsamen öffnen gefordert wird.of the closing angle α ¹ 'there is an energetic deceleration in that the mandrel / piston continues to close the tube r and thus generates a high overpressure in the brake cylinder as a counterforce. This closing process also corresponds to normal operating conditions, in which rapid closing is required compared to slow opening.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: ι . Rückschlagklappe für Rohrleitungen, insbesondere als Anlaufvorrichtung für Kreiselpumpen, die mit einem als Kraftkolben wirkenden Kolben über ein Hebelgestänge verbunden ist, der zylinder- und kolbenstangenseitig unter den vor und hinter der Klappe herrschenden Rohrleitungsdrucken steht, gekennzeichnet durch einen vom Kolben gesteuerten Verschluß für das zylinderseitig einmündende Druckrohr in einer derartigen Abhängigkeit von der Bewegung der Klappe, daß "der Kolben die Öffnungs- und Schließbewegung bei kleinem Klappendurchlaß bremst, bei größerem Durchlaß aber zur Endstellung hin beschleunigt.ι. Non-return valve for pipelines, in particular as a starting device for Centrifugal pumps with a piston acting as a power piston via a lever linkage is connected, the cylinder and piston rod side under the front and pipeline pressures prevailing behind the flap, indicated by a lock controlled by the piston for the pressure tube opening on the cylinder side in such a dependence on the movement of the flap that "the piston the opening and closing movement slows down when the flap opening is small, but towards the end position when the opening is larger accelerated towards. 2. Rückschlagklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß aus einem am Kolben zylinderseitig befestigten öffnungsdorn fur das einmündende Ende des Druckrohres besteht.2. Non-return valve according to claim 1, characterized in that the closure from an opening pin attached to the piston on the cylinder side for the opening The end of the pressure pipe is made. 3. Rückschlagklappe nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Druckrohr eine Ouerschnittregelvorrichtung für die Öffnungs- und Schließgeschwihdigkeit eingebaut ist.3. Non-return valve according to claims 1 and 2, characterized in that in the Pressure tube a cross-section control device for the opening and closing speed is built in. 4. Rückschlagklappe nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr, an seinem Anfang mit einem Staukopf versehen, in die Rohrleitung hineinragt und zwischen dem Druckrohr und der Regelvorrichtung ein Kontrolldreiwegehahn vorgesehen ist.4. Non-return valve according to Claims 1 to 3, characterized in that the Pressure pipe, provided with a damming head at its beginning, protrudes into the pipeline and between the pressure pipe and the control device is provided with a control three-way valve. 5. Rückschlagklappe nach Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß kolbenstangenseitig der Rohrleitungsdruck durch Einbau des Kraftzylinders in die Klappenarmatur selbst vorhanden ist.5. Non-return valve according to claims ι to 4, characterized in that the piston rod side the pipeline pressure by installing the power cylinder in the flap valve itself is present. 6. Rückschlagklappe nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange mit dem freien Ende des die Klappe tragenden Drehhebels über eine Schlitzführung unmittelbar verbunden ist.6. Non-return valve according to claims 1 to 5, characterized in that the The piston rod is directly connected to the free end of the rotary lever carrying the flap via a slot guide. 7. Rückschlagklappe nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf ihre Drehachse eine elektrische Kontaktvorrichtung gesetzt ist.7. Non-return valve according to claims 1 to 6, characterized in that on its axis of rotation is set by an electrical contact device. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings