JP2023533931A - wing check valve - Google Patents
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Abstract
少なくとも３つの三角形状のウイングを備える、医療及び下水技術用の少なくとも１つのガス状及び／又は液状の媒体のためのウイングチェックバルブ。これらのウイングは、バルブリングの角のある孔のエッジに円形配置で配置され、その数は、角のある孔が有する辺と同じ数である。バルブウイングは、それらの３つの辺のうちの少なくとも１つに、一体化されたジョイントを有する。ジョイントは布から作られてもよい。バルブウイングの他の２つの辺は、一緒に１つのジョイントのような閉鎖体を形成する。バルブは、位置とは無関係に、自動的にかつ外部エネルギーなしに、逆流若しくは媒体の戻り流れによって閉じる。【選択図】図９Wing check valve for at least one gaseous and/or liquid medium for medical and sewage technology with at least three triangular wings. These wings are arranged in a circular arrangement at the edge of the angled hole in the valve ring and have the same number of sides as the angled hole has. The valve wings have integrated joints on at least one of their three sides. The joint may be made from fabric. The other two sides of the valve wing together form a joint-like closure. The valves close automatically and without external energy independently of their position by reverse flow or medium return flow. [Selection drawing] Fig. 9
Description
本発明は、特に医療用途向けの、例えば心臓弁又は静脈弁の代用としての、そして特に大流量の住宅及び上下水道の水及び下水の逆流に対する建設業におけるチェックバルブとしての、外部エネルギーなしで作動する、ガス状、液状から粘性液状の媒体用のチェックバルブに関する。 The invention operates without external energy, especially for medical applications, e.g. as a replacement for heart valves or venous valves, and especially as check valves in the construction industry against backflow of water and sewage water and sewage in high flow residential and sewage systems. The present invention relates to check valves for gaseous, liquid to viscous liquid media.
数多くのウイングチェックバルブ（Ｆｌｕｅｇｅｌ－Ｒｕｅｃｋｓｃｈｌａｇｖｅｎｔｉｌ）があり、それらには流量、設置オプション、使用できる材料の点で、とりわけ製造コストの点で利点と欠点がある。これらのバルブの多くは、偏心支持されたバルブウイングを有し、このバルブウイングが、その後ろの流れを乱流にし、それ自体が振動して不都合な騒音を発する。 There are a number of wing check valves (Fluegel-Ruckschlagventil) which have advantages and disadvantages in terms of flow rate, installation options, materials available, and above all in terms of manufacturing costs. Many of these valves have eccentrically supported valve wings that turbulence the flow behind them and vibrate themselves making unwanted noise.
ＤＥ２９４９４６９Ｂ１は、緊急時に変形したままになり、導管を閉じ続ける閉鎖体を記述している。この閉鎖体は、一回限りで繰り返すことのできない折り畳み技術を示す。説明によると、これは折り畳みエレメントであり、バルブではない。これはジョイントを有しておらず、この閉鎖体の動きは一度も繰り返せない。密封のためには、追加の突出した密封エレメントが必要である。閉鎖体を折り畳むためには、非常に大きな圧力差が必要である。その後、開くことはできなくなる。１回使用した後は、廃棄して新しい閉鎖体と交換する必要がある。 DE 29 49 469 B1 describes a closure that remains deformed in an emergency and keeps the conduit closed. This closure represents a one-time, non-repeatable folding technique. According to the description, this is a folding element, not a valve. It has no joints and the movement of this closure cannot be repeated once. Additional protruding sealing elements are required for sealing. A very large pressure difference is required to fold the closure. After that, it can no longer be opened. After one use, it must be discarded and replaced with a new closure.
ＤＥ６９６２７５１０Ｔ２は、主に人工呼吸器用のバルブを記載し、このバルブは、多角形のポリゴンフレームの周りに配置された複数の板片からなり、これらの板片は、フレームに対して移動可能に、かつスイベル式に取り付けられている。並置された平面板片は、外側からバルブの中心に向かって延びていて同じ方向に増大する曲がったエッジを有し、これらは、バルブが閉じているとき、水平線の非常に近くで重なり合い、それによって相互の支持と密封を提供する。この原理は、理論的に机上でしか機能せず、その見通しもない。実際に適用した場合、バルブの中心において、とりわけそこでは材料が最も厚いということであるから、いくつかの重なりが空間的に一致しない。バルブウイングの下に位置するエッジは、流れる媒体の圧力に屈し、密封されないままである。ここでは板片と呼ばれるバルブ薄板には、運動学的な必然性がない。すべてのバルブ薄板が同時に動かなかったり、又はすべて同じ速度で動かなかったりすると、同時に閉位置に到達せず、薄板が閉状態でなくなる。したがって、この原理は機能しないか、又は確実には機能しない。 DE 696 27 510 T2 describes a valve, primarily for a respirator, which consists of a plurality of platelets arranged around a polygonal polygonal frame, which platelets are movable with respect to the frame, and swivel mounted. The juxtaposed flat platelets have curved edges extending from the outside toward the center of the bulb and increasing in the same direction, which overlap very close to the horizontal line when the bulb is closed and which provide mutual support and sealing. This principle works theoretically only on paper, and there is no prospect of it. In practical applications, some overlaps are spatially inconsistent in the center of the valve, especially since that is where the material is thickest. The edge located under the valve wing yields to the pressure of the flowing medium and remains unsealed. The valve lamellae, here called leaflets, have no kinematic necessity. If all the valve lamellae do not move at the same time, or do not all move at the same speed, they will not reach the closed position at the same time and the lamellas will not be closed. Therefore, this principle either does not work or does not work reliably.
ＵＳ３，９３９，１９７は、それぞれ、２つの回転ジョイントによって両側でリングに取り付けられた複数の薄板からなる、人間の心臓に使用するための心臓弁の代用としてのバルブを記載する。薄板の閉位置は、取り付けリングの下側に当接する回転軸の後ろに突き出た薄板の部分によって達成される。このバルブは機械的には機能するであろうが、薄板の突出部分、及びジョイントの突出部分、ならびに取り付けリングのいくつかの部分が血流を妨げる。それによって、血液が渦を巻き、凝血や血栓が形成される危険が生じる。 US 3,939,197 describes a valve as a replacement for heart valves for use in the human heart, each consisting of a plurality of laminae attached to a ring on both sides by two revolute joints. The closed position of the slats is achieved by a portion of the slats projecting behind the axle which abuts the underside of the mounting ring. Although the valve would function mechanically, the slat and joint protrusions and some parts of the mounting ring impede blood flow. This causes the blood to swirl and risk the formation of clots and thrombi.
ＵＳ４，３５１，３５８は、可動の薄板によって開閉される複数の台形状の貫通穴を備えた角錐形のハウジングからなるウイングチェックバルブを記載する。薄板は平らな台形状の扁平な部品からなり、これらの部品はハウジングの周りに円形配置で回転ジョイント式に配置され、それぞれトーションスプリングによって閉位置へ押される。このバルブは、多数のトーションスプリング及び回転ジョイント、ならびに大きな閉じた中央領域により小さい流れ断面を許し、かつ角やエッジが多すぎ、流れ断面が小さいことにより心臓弁又は静脈弁として医療技術において使用するのには適していない。これは乱流を発生させ、摩擦による破片を生じさせるジョイントの数が多すぎ、とりわけトーションスプリングは、材料疲労によって破断するまでの寿命が制限される。 US 4,351,358 describes a wing check valve consisting of a pyramidal housing with a plurality of trapezoidal through holes which are opened and closed by movable lamellae. The lamellae consist of flat, trapezoidal flattened parts which are arranged in a rotary joint around the housing in a circular arrangement and are each urged into a closed position by a torsion spring. This valve allows a large number of torsion springs and revolute joints and a smaller flow cross-section in a large closed central area, and too many corners and edges and a small flow cross-section for use in medical technology as heart or venous valves. Not suitable for This creates turbulence, creates too many joints that create frictional debris, and torsion springs in particular have a limited life before breaking due to material fatigue.
ＵＳ４，４６５，１０２は、スリット付きの弾性ニップルからなるウイングチェックバルブを記載する。流れる媒体の圧力によってスリットが開き、媒体が流れることができる。流れる媒体の圧力は、逆方向に閉鎖力を増加させる。このバルブは簡単に製造でき、うまく機能する。このバルブはバルブを閉じるために常にバルブセグメントに閉鎖力を加えるため、流れがバルブを通るときに、バルブの後ろに乱流が生じる。そのため、このバルブ原理は一般的に言って、医療技術における使用には適していない。 US 4,465,102 describes a wing check valve consisting of a slitted elastic nipple. The pressure of the flowing medium opens the slit and allows the medium to flow. The pressure of the flowing medium increases the closing force in the opposite direction. This valve is easy to manufacture and works well. Because the valve always exerts a closing force on the valve segment to close the valve, turbulence is created behind the valve as the flow passes through it. This valve principle is therefore generally unsuitable for use in medical technology.
ＵＳ５，６２８，７９２は、閉状態で一緒に円形面を形成する３つの薄板からなる心臓弁を記載する。各薄板は、バルブの断面積の外側で、より大きな直径上に支持された回転ジョイントを有する。このバルブは機能するが、実用には適していない。血液は小さい方の直径から、移行部なしに、ジョイントが載っている段部が設けられる大きい方の直径を通って流れる。このため、ベルヌーイ効果により血流に渦流が発生する。その一方で、開状態において、ウイングセグメントの鋭利なエッジが血流の真ん中にある。さらに、バルブが閉状態にあるとき、血液の逆流の圧力が、個々の薄板の比較的小さいジョイントへの極めて大きい曲げモーメントを発生させる。これらの理由から、このバルブも人間には使用されない。 US 5,628,792 describes a heart valve consisting of three laminae which together form a circular surface in the closed state. Each lamina has a rotary joint supported on a larger diameter outside the cross-sectional area of the valve. Although this valve works, it is not suitable for practical use. Blood flows from the smaller diameter, without a transition, through the larger diameter, which is provided with a shoulder on which the joint rests. Therefore, a vortex is generated in the blood flow due to the Bernoulli effect. On the other hand, in the open state the sharp edges of the wing segments are in the middle of the blood flow. In addition, when the valve is in the closed state, the backflow pressure of the blood creates a very large bending moment on the relatively small joints of the individual lamellas. For these reasons, this valve is also not used in humans.
ＵＳ２０１７／０１６７６１８Ａ１は、円錐台形状のバルブ薄板の複数の配置からなる心臓弁を記載し、バルブ薄板はそれぞれ、下側の円形の端の領域において、短い回転ジョイントによって丸環リングに回転可能に取り付けられている。丸リングには、バルブの中心に向かって半径方向に斜めのウェブも取り付けられ、これらのウェブは、それぞれのもう一方の端でバルブ断面の中心にある閉じたディスクに取り付けられ、ハウジングとしての開いたケージを形成する。 US 2017/0167618 A1 describes a heart valve consisting of a plurality of arrangements of frustoconical valve laminae, each rotatably attached in the region of the lower circular end to a circular annular ring by means of a short revolute joint. It is The round ring is also fitted with radially oblique webs towards the center of the valve and these webs are attached at the other end of each to a closed disc in the center of the valve cross-section, opening as a housing form a cage.
それぞれの薄板の動きの同期は、円錐台形から完全に円錐形までの薄板を、円錐の先端まで重ねることによって行われる。 Synchronization of the movement of each lamina is achieved by overlapping laminae from frusto-conical to full conical to the tip of the cone.
バルブ薄板が回転ジョイントの軸を中心に回転すると、接触している２つのバルブ薄板の各接触点が、回転軸までの距離が異なることに基づいて違う円軌道を通る。それによって、薄板が互いに組み合わさるか、又は互いに離れ離れになる。２つの面が重なり合って均等にスライドすることは、運動学的に不可能である。さらに、円形であるバルブ薄板の下エッジが、薄板が開状態にあるときに媒体の流れの中に鋭く突き出し、乱流を生成し、薄板を振動させる。 When the valve lamina rotates about the axis of the rotary joint, each contact point of the two valve laminae in contact follows a different circular trajectory based on the different distance to the axis of rotation. The lamellas are thereby brought together or separated from each other. It is kinematically impossible for the two planes to slide evenly on top of each other. Moreover, the lower edge of the valve lamella, which is circular, projects sharply into the medium flow when the lamella is in the open state, creating turbulence and causing the lamella to vibrate.
円錐形のバリエーションでは、バルブ薄板がはるかに先に衝突するため、これらは円錐の先端まで重なることができない。これらは台形状にしか形成できず、したがって流れの中心にある閉鎖ディスクに頼らざるを得ないが、これは媒体の流れを著しく減少させる。 In the conical variant, the valve slats collide much earlier, so they cannot overlap to the tip of the cone. They can only be made trapezoidal and therefore have to resort to a closing disk in the center of the flow, which considerably reduces the flow of the medium.
バルブ薄板がそれぞれの回転軸を中心に回転すると、隣接する２つのバルブ薄板間の角度も変化する。バルブ薄板の円錐形に形成された表面は、互いに相対回転運動させられる。それによって、運動中に２つの重なり合う面の距離が変化する。この量の変化が間にある媒体のポンピング効果を生成し、バルブの動きの速度を著しく妨げ、さらに、間にある液状媒体の分子を損傷させる。 As the valve laminae rotate about their respective axes of rotation, the angle between two adjacent valve laminae also changes. The conically shaped surfaces of the valve lamellae are brought into rotational movement relative to each other. Thereby the distance between the two overlapping surfaces changes during movement. This change in quantity creates a pumping effect of the intervening medium, which significantly impedes the speed of movement of the valve and also damages the intervening liquid medium molecules.
バルブ薄板は、図示されないスプリングの助けを借りて閉じなければならない。これらのスプリングがどこにどのように取り付けられているのかについては言及されていない。開放角がどのように制限されるのかについても言及されていない。 The valve lamellas have to close with the help of springs, not shown. No mention is made of where or how these springs are attached. Nor is it mentioned how the opening angle is limited.
この刊行物が過度に一般的に表現され、重要な詳細と機能が説明されていないことを別として、このバルブは上記の理由から医療技術における使用には適していない。 Apart from the overly general presentation of this publication and the failure to explain important details and functions, this valve is not suitable for use in medical technology for the reasons given above.
本発明が解決すべき課題は、確実に機能し、長寿命で振動がなく、外部エネルギーなしで機能し、位置に左右されず簡単に製造できるとともに、利用可能な設置空間から、抵抗及び乱流がないか若しくは可能な限り少ない、最大限可能な流量を可能にするチェックバルブを作製することである。 The problem to be solved by the present invention is that it functions reliably, has a long life, is vibration-free, functions without external energy, is position-independent and easy to manufacture, and reduces resistance and turbulence from the available installation space. The goal is to create a check valve that allows the maximum possible flow rate with no or as little as possible.
上記課題は、本発明によれば請求項１に記載の特徴によって解決される。
This object is solved according to the invention by the features of
従属請求項は、本発明の有利なさらなる実施形態を表す。 The dependent claims represent advantageous further embodiments of the invention.
本発明によるウイングチェックバルブは、ガス状及び／又は液状の媒体の流れによって自動的にかつ外部エネルギーなしに開閉するウイングチェックバルブとして形成されている。その場合、チェックバルブは、バルブリングのｎ角形、好適には六角形の貫通開口若しくは孔の周りに実質的に円形配置で、少なくとも一方の辺でそれぞれ、少なくとも１つの回転ジョイントによってスイベル式(schwenkbar)に収容若しくは配置されている少なくともｎ≧３個の三角形状のバルブウイングを備えている。回転ジョイントは、少なくとも１つの第１のジョイントエレメントと少なくとも１つの第２のジョイントエレメントとを含む。本発明によれば、少なくとも１つのジョイントエレメントがバルブウイングに一体化されている。 The wing check valve according to the invention is designed as a wing check valve that opens and closes automatically and without external energy by means of a flow of gaseous and/or liquid medium. In that case, the check valves are swiveled by at least one rotary joint on at least one side respectively in a substantially circular arrangement around an n-sided, preferably hexagonal, through-opening or hole in the valve ring. ) with at least n≧3 triangular valve wings housed or arranged. The rotary joint includes at least one first joint element and at least one second joint element. According to the invention, at least one joint element is integrated into the valve wing.
少なくとも１つのジョイントエレメントがそれぞれのバルブウイングに一体化されているとは、特に、ジョイントエレメントがバルブウイングの固定された構成要素であること、すなわち、特にバルブウイングと一体に製作されている、及び／又はバルブウイングと取り外し不可能に接続されていることを意味する。布製ジョイントでの実施形態では、一体化は、例えば、布製ジョイントが薄い材料層で覆われ、バルブウイングに埋め込まれるか、若しくはバルブウイングに一体化されることによって達成することができる。 The at least one joint element being integrated into the respective valve wing means, in particular, that the joint element is a fixed component of the valve wing, i.e. that it is produced in particular in one piece with the valve wing, and / or permanently connected to the valve wing. In embodiments with fabric joints, integration can be achieved, for example, by having the fabric joint covered with a thin layer of material and embedded or integrated into the valve wing.
布製ジョイントでは、第１及び第２のジョイントエレメントが、例えば一片の布により、好適には一部品の形で実現される。そして、一方の側である第１のジョイントエレメントがバルブウイングに一体化され、もう一方の側である第２のジョイントエレメントが、好適にはバルブリングに接続及び／又は一体化される。 In fabric joints, the first and second joint elements are preferably realized in one piece, for example by a piece of fabric. The first joint element on one side is then integrated with the valve wing and the second joint element on the other side is preferably connected and/or integrated with the valve ring.
設計に応じて、チェックバルブは、バルブの中心軸の方に向いた平らな面と、この面を画定する３つの真っすぐな辺とを好適に有する三角形状の、特に３次元に形成された、少なくともｎ≧３個のバルブウイングを備えている。３つの真っすぐな辺のうち好適には少なくとも１つの辺は、完全に、又は部分的にのみすなわち一部が、好適には生物又は合成繊維若しくは布から、あるいはプラスチックからなる回転ジョイントのエレメントとして、好適には直接バルブウイングに形成されるか若しくはバルブウイングに一体化されている。他の２つの辺は、好適には斜めに、すなわちＶ字形に面取りされ、それにより三角形状のバルブウイングが、好適には三角形のほぼ重心にその最大材料厚みを有し、各辺に向かって薄くなり、かつエッジでは先がほとんど尖っている。 Depending on the design, the check valve is triangular, in particular three-dimensionally formed, preferably having a flat surface facing the central axis of the valve and three straight sides defining this surface. It has at least n≧3 valve wings. Preferably at least one of the three straight sides consists completely or only partially, i.e. partially, preferably from biological or synthetic fibers or fabrics or from plastic, as an element of the rotary joint, It is preferably formed directly on the valve wing or integrated in the valve wing. The other two sides are preferably beveled obliquely, i.e. V-shaped, so that the triangular valve wing preferably has its maximum material thickness approximately at the center of gravity of the triangle and towards each side Thinner and almost pointed at the edges.
最も単純なバルブの変形形態では、バルブウイングは、バルブリングのｎ角形の貫通開口、特に孔の周りに実質的に円形配置で、一方の辺で、それぞれ少なくとも１つの回転ジョイントによってスイベル式に配置されている。貫通開口は、好適には六角形に形成されている。 In the simplest valve variant, the valve wings are arranged in a substantially circular arrangement around the n-sided through-openings, in particular holes, of the valve ring, swiveling on one side by at least one revolute joint each. It is The through opening is preferably hexagonally shaped.
その場合、バルブリングは、丸いか、又は丸みをおびた横断面を有するのが好適である。しかし実施形態によっては、リングは角のある外側断面を有することもできる。バルブリング上の回転ジョイントのエレメントは、好適には孔又はボルトのいずれかとして、又はプラスチック材料を先細りにすることによってフィルムジョイントとして、好適にはそれらのエッジに一部分として作製され、それにより角のある孔のエッジがバルブウイングの回転軸及びシールエッジを形成するようになっている。布製ジョイントを有する変形形態では、バルブリングに位置する布製ジョイントの部分が、バルブリングとバルブを覆う円筒形ハウジング内の段部との間に挟み込まれるのが好適である。このハウジングは、すべてのバルブのバリエーションにおいて、任意的な保護カバーとして機能する。 In that case, the valve ring preferably has a round or rounded cross-section. However, in some embodiments, the ring can also have an angular outer cross-section. The elements of the rotary joints on the valve ring are preferably made either as holes or bolts or as film joints by tapering plastic material, preferably partly at their edges, so that the corners are A hole edge forms the valve wing axis of rotation and the seal edge. In variants with fabric joints, the portion of the fabric joint located on the valve ring is preferably sandwiched between the valve ring and a step in the cylindrical housing covering the valve. This housing serves as an optional protective cover in all valve variations.
バルブウイングにおけるジョイントの両側、すなわち各バルブウイングの両側に、右及び左の、好適にはそれぞれ１つの幅狭のサイドウイングが、好適にはナイロン、ペルロン、又はシルクからなる生物又は合成繊維材料によってスイベル式に配置されていることが好ましい。少なくとも１つの右サイドウイング、特にバルブウイングの各右サイドウイングが、右隣のバルブウイングの左サイドウイングと実質的に移動可能に連結(gelenkig verbunden)されている。 On both sides of the joint in the valve wings, i.e. on both sides of each valve wing, the right and left, preferably each narrow side wing is made of a biological or synthetic fiber material, preferably made of nylon, perlon or silk. A swivel arrangement is preferred. At least one right side wing, in particular each right side wing of a valve wing, is substantially movably connected with the left side wing of the right adjacent valve wing.
隣り合うバルブウイングの互いに接続された右と左のサイドウイング又は部分ウイングがそれぞれ、好適には生物又は合成繊維材料又は絹材料からなる、好適には≦１８０°に制限されたスイベル角度を有する回転ジョイントを、特に、バルブが閉じると、それらがバルブウイングの後ろで中心軸から半径方向外方に星形となるよう移動し、折り畳まれて重なり合うように形成することが特に好ましい。右と左のサイドウイングは同じ長さである。これらは、バルブの中心軸のほうに向いた側が平らな面をなすように形成されている。平らな面でバルブウイングとの回転軸を形成する側は、約３０°斜めに面取りされている。その傾斜角は、バルブが閉状態にあるときに、バルブウイングの面取りされた側とサイドウイングとが好適にはきっちり接触するように最適化されている。２つのサイドウイング間の長さ及び／又は角度は、最大開位置でのバルブウイングの位置と角度位置とを決める。 The mutually connected right and left side wings or partial wings of adjacent valve wings, respectively, are preferably made of biological or synthetic fiber material or silk material, preferably with a swivel angle limited to ≦180°. It is particularly preferred to form the joints such that they move radially outwardly from the central axis in a star shape behind the valve wings and are folded and overlapped, especially when the valve is closed. The right and left side wings are the same length. They are formed with a flat surface on the side facing the central axis of the bulb. The side of the flat surface forming the axis of rotation with the valve wing is chamfered obliquely by about 30°. The angle of inclination is optimized so that the chamfered side of the valve wing and the side wing are preferably in tight contact when the valve is in the closed state. The length and/or angle between the two side wings determine the position and angular position of the valve wings at maximum open position.
サイドウイングのジョイントは、幅狭のストリップの形で部分的にのみ、及び／又は一部にのみ存在するのが好ましい。完全なサイドウイングは三角形状であり、かつそれらの互いに重なり合う面に対して鏡像反転対称になっている。部分ウイングは、２つの重なるサイドウイングから任意に切り取られたセクションであり、それらの３つのジョイント軸は、バルブウイングの２つの回転軸とバルブリングとの交点において、任意の角度位置で交わる。この交点で、５つの回転軸が交差する。すなわち、バルブウイングの２つの回転軸がバルブリングと交差し、そしてサイドウイングの３つの回転軸がバルブウイングと交差し、それら自体互いに交差する。このように設計されたバルブは、「開」と「閉」の２つの位置の間で運動学的に問題なく動作し、閉状態で密で安定である。 The side wing joints are preferably present only partially and/or only partially in the form of narrow strips. The complete side wings are triangular and have mirror symmetry with respect to their overlapping planes. A partial wing is an arbitrarily cut section from two overlapping side wings, the three joint axes of which meet at an arbitrary angular position at the intersection of the valve wing's two rotation axes with the valve ring. At this point of intersection, the five axes of rotation intersect. That is, the two axes of rotation of the valve wings intersect the valve ring, and the three axes of rotation of the side wings intersect the valve wings and themselves intersect each other. A valve designed in this way operates kinematically well between the two positions "open" and "closed" and is tight and stable in the closed state.
本発明によるバルブの好ましい実施形態では、バルブウイングは、バルブリングに隣接する２つの辺にそれぞれ、閉鎖体(Verschluss)のポジ型及びネガ型のエレメントを有し、バルブが閉じたときに、ポジ型エレメントが、ネガ型エレメント内を連続的に移動し、その際、同時に回転するようになっている。閉過程の終わりに、すべてのバルブウイングが、中心軸から外に向いた側で互いに移動可能に結合する。この連結ジョイントは、閉状態におけるバルブウイングの数と、その傾角とに依存する回転自由度を必要とする。 In a preferred embodiment of the valve according to the invention, the valve wings have, on each of the two sides adjacent to the valve ring, positive and negative elements of the closing body (Verschluss), so that when the valve is closed, the positive A mold element is continuously moved within the negative mold element while simultaneously rotating. At the end of the closing process, all valve wings are movably connected to each other on the side facing away from the central axis. This articulated joint requires a rotational degree of freedom that depends on the number of valve wings in the closed state and their tilt.
このジョイント閉鎖体は、バルブウイングのエッジにおいて、好適には一部のみ、バルブリングからバルブウイング先端の直前まで円筒形になり、特に好ましくは円錐形、又は円錐台形に形成され、その際、円錐先端がバルブ先端の方向に向けられていることが有意義である。 At the edge of the valve wing, this joint closure is preferably only partially cylindrical, particularly preferably conical or frustoconical, from the valve ring to just before the tip of the valve wing, whereby the conical It is useful for the tip to be oriented in the direction of the valve tip.
好適には、中空に形成されたジョイントエレメントの外向きの側面には、バルブを通って流れる媒体の分子及び重要な成分が損傷せず、特に開放時にバルブウイングの動きが吸引作用によって妨げられないようにするために、孔、又は櫛のようなスリットが設けられる。 Advantageously, the outwardly facing sides of the hollow-formed joint elements are free from damage to the molecules and critical constituents of the medium flowing through the valve and, in particular during opening, the movement of the valve wings is not impeded by suction. Holes or comb-like slits are provided for this purpose.
バルブウイングの第３の辺は、一部が回転ジョイントのエレメント、ボルト、又は孔として形成され、その第２のジョイントエレメントはバルブリングに配置される。この簡単に差し込めるジョイントを、布製ジョイントと置き換えることもできる。 The third side of the valve wing is partly formed as a rotary joint element, bolt or hole, the second joint element of which is arranged in the valve ring. This easy-to-plug joint can also replace the fabric joint.
バルブウイングのさらに好ましい変形形態は、面取りされ、かつバルブリングに隣接するバルブウイングの２つの辺が、運動学においてナイフエッジジョイント（Ｓｃｈｎｅｉｄｅｎｇｅｌｅｎｋ）と呼ばれる回転スラストジョイント（Ｄｒｅｈ－Ｓｃｈｕｂ－Ｇｅｌｅｎｋ）のエレメントとして形成されている。一方の辺、例えば右側がナイフの刃先のようにＶ字形でポジ型に面取りされているのに対して、もう一方の辺、すなわち左側は、バルブ材料から、隣接するバルブウイングの方に向いたネガ型の刃先の周りに、右側のポジ型刃先よりも大きいＶ字角を有するＶ字スリットが形成される。Ｖ字スリットの深い先端は、バルブウイングの真っすぐな側に対応する。２つの隣り合うバルブウイングの、２つのポジ型及びネガ型のＶ字形刃先は、バルブが開状態にあるとき、その平らな面がバルブリング上にほぼ垂直に立つ場合に、一緒に、２つのバルブウイングの回転軸とバルブリングとの交点に接触点を有するそれぞれ１つの角度の付いたナイフエッジジョイントを形成する。バルブの閉過程では、ナイフエッジジョイントのポジ型のＶ字エレメントが、バルブリングからバルブ先端まで連続的にネガ型のＶ字エレメント内に移動し、その際、内側で、かつバルブの軸のより近くに位置する側部からネガ型のＶ字エレメントの外側側部へ回転する。閉状態において、ナイフエッジジョイントの２つの刃先は、完全に互いに入り込み、若しくは重なり合い、それらの２つのポジ型及びネガ型の先端で密封する。バルブはこの位置で運動学的に何重も過剰決定され、したがってバルブウイングとバルブリングとの間の各回転ジョイントに追加の軸方向の運動自由度が与えられ、すなわち、ここでは、回転ジョイントから回転スラストジョイントとなり、その際、軸方向の動きが非常に小さく、製造公差を補償することができる。 A further preferred variant of the valve wing is that the two sides of the valve wing are chamfered and adjacent to the valve ring as elements of a rotary thrust joint (Dreh-Schub-Gelenk), which in kinematics is called a knife-edge joint (Schneidengelenk). formed. One side, e.g. the right side, is V-shaped and positively chamfered like a knife edge, while the other side, e.g. the left side, points from the valve material towards the adjacent valve wing. A V-slit is formed around the negative cutting edge with a larger V-angle than the positive cutting edge on the right. The deep tip of the V-slit corresponds to the straight side of the valve wing. The two positive and negative V-shaped cutting edges of two adjacent valve wings together form two A respective one angled knife edge joint is formed with a point of contact at the intersection of the valve wing axis of rotation and the valve ring. During the closing process of the valve, the positive V-element of the knife edge joint moves continuously into the negative V-element from the valve ring to the valve tip, inwardly and in the axial direction of the valve. Rotate from the side located closer to the outer side of the negative V-shaped element. In the closed state, the two cutting edges of the knife edge joint completely interleave or overlap and seal with their two positive and negative tips. The valve is kinematically overdetermined many times in this position, thus giving each revolute joint between the valve wing and the valve ring an additional axial degree of freedom of motion, i.e. It results in a rotary thrust joint, in which the axial movements are very small and manufacturing tolerances can be compensated for.
好ましくは、ナイフエッジジョイントのネガ型エレメント、すなわちネガ型のＶ字スリットを形成し、かつこれを覆う材料は、円筒形、円錐形、又は角錐形に形成され、バルブウイングの先端の直前で終端する。 Preferably, the negative element of the knife edge joint, i.e. the material forming and covering the negative V-slit, is cylindrical, conical or pyramidal and terminates just before the tip of the valve wing. do.
このように設計されたバルブは、各位置において一般的に、かつ閉状態で特に非常に安定なままである。バルブウイングは、閉状態において、何らかの制限、及びバルブハウジングによる追加の支持を必要としない。 A valve designed in this way remains very stable in general in each position and especially in the closed state. The valve wings do not require any restriction and additional support by the valve housing in the closed state.
バルブウイングの外向きの側面の裏側のいくらか高くなった箇所は、最大開状態においてバルブウイングのより高くなった箇所が、丸く、かつバルブリングの上方のバルブを覆うハウジングの壁に達することによりバルブウイングの位置を制限する。開状態において、バルブウイングは、リング面に対して最大限垂直に立つ。流れる媒体の逆流が２つの直立するバルブ側及びサイドウイングの傾角面を押し、バルブウイングを自動的に、地球の引力にも逆らって閉じる。流れる媒体中でバルブウイングが浮遊し、その自重がほとんど無視できるからである。隣り合うバルブウイングの側面が互いに係合するため、すべてのバルブ薄板が同期して動作する。 A somewhat raised point on the back side of the outwardly facing side of the valve wing is such that in the maximum open condition the raised point of the valve wing is rounded and reaches the wall of the housing that covers the valve above the valve ring. Limit the position of the wings. In the open state the valve wings stand maximally perpendicular to the ring plane. The backflow of the flowing medium pushes the two upstanding valve sides and the inclined surfaces of the side wings, automatically closing the valve wings, also against the gravitational pull of the earth. This is because the valve wing floats in the flowing medium and its own weight is almost negligible. Since the flanks of adjacent valve wings engage each other, all valve lamellae operate in synchronism.
サイドウイングがなく、かつ強制的な同期がない、本発明による多数のバルブ変形形態では、バルブリングに開いた角錐形の格子形成物が設けられ、これは閉状態においてバルブウイングの支持部として用いられ、好適にはバルブウイングのより良い密封効果をもたらす。その場合、特に、バルブウイングの開放制限は、バルブ全体を取り囲む管状のハウジングにバルブウイングの裏側のこぶ状の補強リブが寄りかかることによって行われる。 In a number of valve variants according to the invention without side wings and without forced synchronization, the valve ring is provided with an open pyramidal grid formation, which in the closed state serves as a support for the valve wings. preferably resulting in a better sealing effect of the valve wings. In that case, in particular, the opening limitation of the valve wings is effected by the hump-like stiffening ribs on the underside of the valve wings resting against the tubular housing which surrounds the valve as a whole.
本発明によるウイングチェックバルブのすべての実施形態において、バルブハウジングとして実質的にリング状の本体、又はハウジングの一部として本体が、その中空の中心にｎ角形の貫通口若しくは孔を有する。数ｎは少なくとも３であり、ｎの上限はリング状体の外径とバルブウイングの幅によって決まる。主ウイングとも呼ばれるバルブウイングは、ｎ角形の孔の一方の辺の各エッジにスイベル式に配置されている。バルブウイングは、２つの同じ長さの辺を有する三角形状であり、好適には例えば金属、プラスチック、又はこれら２つの混合物などの固体材料からなる。バルブウイングのそれぞれの第３の、かつ通常は、より短い辺は、中空リングの角のある孔のエッジに回転ジョイント式に且つスイベル式に取り付けられている。エッジはそれぞれ、回転ジョイント又は回転スラストジョイントの軸とシールエッジとを形成するのが好適である。 In all embodiments of the wing check valve according to the invention, the substantially ring-shaped body as valve housing or as part of the housing has an n-sided through-hole or hole in its hollow center. The number n is at least 3 and the upper limit of n is determined by the outer diameter of the ring and the width of the valve wings. A valve wing, also called main wing, is swiveled at each edge of one side of the n-sided hole. The valve wings are triangular with two sides of equal length and preferably consist of a solid material such as metal, plastic or a mixture of the two. The third and usually shorter side of each of the valve wings is revolutely jointed and swivel attached to the edge of the angled hole of the hollow ring. The edges preferably form the axis and sealing edge of a rotary joint or rotary thrust joint, respectively.
バルブウイングの動きを互いに同期させるために、第１の好ましい変形形態では、各バルブウイングが右と左で同じ長さの辺で、それぞれ１つの三角形状のサイドウイングと移動可能に且つスイベル式に接続されている。各サイドウイングは、他のサイドウイングの鏡像である。サイドウイングも固体材料から作製され、かつ通常は３つの異なった長さの辺を有する。最長の辺は、バルブウイングとスイベル式に接続され、最短の辺は、チェックバルブの出口を形成する。鏡像の関係をなす２つのサイドウイングの第３の辺は協働で、１８０°に制限された回転角を有する回転ジョイントを形成する。それらは、バルブが閉じるときに一緒に折り畳まれ、バルブの中心軸から星形に半径方向外方に向いて完全に重なり合う。 In order to synchronize the movements of the valve wings with each other, in a first preferred variant each valve wing is displaceably and swivel-wise with one triangular side wing each on the right and left sides of the same length. It is connected. Each side wing is a mirror image of the other side wing. The side wings are also made of solid material and usually have sides of three different lengths. The longest side is swivel-connected to the valve wings and the shortest side forms the outlet of the check valve. The third sides of the two mirror image side wings cooperate to form a revolute joint with a rotation angle limited to 180°. They fold together when the valve closes and overlap completely in a star-shaped radial outward direction from the central axis of the valve.
主ウイングは、閉状態において、三面以上の、例えば六面角錐を形成し、開状態において、入口開口がｎ角形であって出口開口が２ｎ角形である、半角錐から円筒形までの多角形の管を形成するのが好適である。 The main wings form, in the closed state, a pyramid with three or more sides, for example, a hexagonal pyramid, and in the open state, a half-pyramid to a cylindrical polygon with an n-sided entrance opening and a 2n-sided exit opening. It is preferred to form a tube.
バルブの別の有利な変形形態は、バルブウイングを同期させるため、及びプラスチックから製作することにより弾性のエレメントとしてのサイドウイングの幅狭のセクションのみを使用し、自身が閉じ、それに伴いバルブも閉じようとする傾向が常にあるばねを用いない。 Another advantageous variant of the valve uses only narrow sections of the side wings for synchronizing the valve wings and as elastic elements made from plastic, which close themselves and with it the valve. Do not use springs that always tend to try.
バルブの特に好ましい変形形態は、バルブリング上に設けられるハニカム形状の開いた角錐状の格子形成物を特徴とする。開いたとは、ここでは特に、流れに対し開かれ且つ流れを通過させるか、すなわち格子形成物が少なくとも１つの自由流れ断面を有することと解されるべきである。バルブウイングは、閉状態において、バルブハウジングの内側の角錐のような形成物の側の三角形以上の多角形の開口に設けられている。外方には、各バルブウイングの開口径が、補強リブ又はバルブウイング裏側がハウジングの内壁に寄りかかることによって個々に制限される。 A particularly preferred variant of the valve features a honeycomb-shaped open pyramidal lattice formation provided on the valve ring. Open is to be understood here in particular as being open to and permeable to the flow, ie the grid formation has at least one free-flow cross-section. The valve wings are provided in a triangular or more polygonal opening on the side of a pyramid-like formation inside the valve housing in the closed state. Outwardly, the opening diameter of each valve wing is individually limited by reinforcing ribs or valve wing backsides resting against the inner wall of the housing.
格子形成物は、横断面を任意の幾何学的形状にすることができかつガス状又は液状の媒体が少ない摩擦で流れることができる、ハニカム状に並ぶ薄いチャネル及び／又はリブからなる。格子形成物の壁及びリブは、バルブウイングを真っすぐ又は斜めに支持できるようにするために、バルブリングから放射状に、好適には起立してバルブの中心軸及び先端の方向に延びる。バルブウイングを支持するリブは、ハニカムを形成することなしに設けることもできる。 The lattice formation consists of a honeycomb of thin channels and/or ribs which can be of any geometry in cross section and which allow gaseous or liquid media to flow with low friction. The walls and ribs of the grid formation extend radially, preferably upright, from the valve ring in the direction of the central axis and tip of the valve to provide straight or oblique support for the valve wings. The ribs supporting the valve wings can also be provided without forming a honeycomb.
上記のすべてのバルブバリエーションは、自動的に、かつ取り付け位置とは無関係に、外部エネルギーなしに媒体の流れによって開閉する。これらは、例えば、そして好ましくはプラスチックから射出成形されるか、又は一体から３Ｄ印刷プロセスで印刷することもできる。 All the above valve variants open and close automatically and independently of the mounting position, without external energy and by the medium flow. They can for example and preferably be injection molded from plastic or printed in one piece with a 3D printing process.
各図面を以下簡単に説明する。
同一部品は同じ数字を有する。文字付きの表示は、同じ要素の異なる実施形態を示す。 Identical parts have the same numbers. Lettered designations indicate different embodiments of the same element.
以下、図の説明を行う。 The drawings will be described below.
図１は、本発明によるチェックバルブのバルブウイングの３つのバリエーションを示す。ここでは、すべてのバルブウイング（１）がバルブの内側すなわち中心軸に向けられた三角形状の主面（２）を備えて、３次元状に形成されている。バルブウイングの側面（３、４、５）は、主面の真っすぐなエッジ（７、８、９）から斜め上方に半角錐の裏面（６）まで、又は角錐の先端まで延び、ジョイント及び閉鎖体を密封及び／又は形成するために用いられる３つの、好適には鋭利なエッジ（７、８、９）を主面とともに形成する。バルブウイングの裏側の面（３、４、５、６）は、バルブ開放を制限するため、及びサイドウイングが存在する場合にはサイドウイングの運動自由度を制限するために用いられる。バルブウイング（１ｂ）の裏面（６）は縦軸に沿って補強されている。バルブウイング（１）は、プラスチックなどの固体材料からなる。ジョイント及びシーリングエレメントがバルブウイングの構成要素であるのが好適である。これらは一体として製造されるのが好適である。ジョイントは、互いに嵌合することができる複数のエレメントからなる。バルブウイング（１ｂ）の主面（２）には突起（１０）の列がある。これらの突起は、バルブウイングがハニカム格子構造上に載っているときに、接触箇所と接触面が可能な限り小さくなるようにする。これは、バルブウイングの開放をより速くする一方で、閉鎖時の、例えば血液などの敏感な媒体の分子の圧縮を低減することに有利に働く。 FIG. 1 shows three variations of the valve wings of the check valve according to the invention. Here, all valve wings (1) are three-dimensionally formed with triangular main surfaces (2) directed towards the inner side of the valve, i.e. the central axis. The flanks (3, 4, 5) of the valve wings extend obliquely upward from the straight edges (7, 8, 9) of the main faces to the undersides (6) of the half-pyramids or to the tips of the pyramids to form joints and closure bodies. Three preferably sharp edges (7, 8, 9) are formed with the main surface which are used to seal and/or form the . The back surfaces (3, 4, 5, 6) of the valve wings are used to limit valve opening and to limit the freedom of movement of the side wings, if present. The back surface (6) of the valve wing (1b) is reinforced along its longitudinal axis. The valve wings (1) consist of a solid material such as plastic. The joint and sealing element are preferably components of the valve wing. They are preferably manufactured in one piece. A joint consists of a plurality of elements that can fit together. The main surface (2) of the valve wing (1b) has a row of projections (10). These projections ensure that the contact points and contact surfaces are as small as possible when the valve wings rest on the honeycomb lattice. This favors faster opening of the valve wings while reducing molecular compression of sensitive media such as blood when closing.
図１ｃに係るバルブウイングは、そのエッジ（９）に回転ジョイントの２つの第１のジョイントエレメント（１１ａ）を有し、それらの共通の回転軸はエッジ（９）と一直線に並ぶ。ジョイントの相手エレメントはバルブリング上にあるため、これらは一緒に、追加部品なしで互いに嵌合可能な回転ジョイントをなす。 The valve wing according to FIG. 1c has at its edge (9) two first joint elements (11a) of the rotary joint, their common axis of rotation being aligned with the edge (9). Since the mating elements of the joint are on the valve ring, together they form a rotary joint that can be fitted together without additional parts.
図２は、例えば３Ｄ印刷プロセスでバルブウイングを作製する場合にバルブウイングの材料に直接組み込まれるか、又はこれに後から取り付けられる、シルク、ナイロン、又はペルロンなどの生物又は合成繊維で作られたジョイントエレメント（１２ａ）を１つずつ有する２つのバルブウイング変形形態２ａ）及び２ｂ）を示す。 FIG. 2 is made of biological or synthetic fibers such as silk, nylon, or perlon, which are either directly incorporated into the material of the valve wing or later attached to it when making the valve wing, for example in a 3D printing process. Two valve wing variants 2a) and 2b) with one joint element (12a) each are shown.
図２ｃでは、サイドウイング（１３Ｌ、１３Ｒ）が完全には形成されていない。バルブウイングの三角形状の主面（２）の先端には、ジョイントエレメント（１４）がないままである。サイドウイングはまた、繊維材料（１２ａ）によってバルブウイングと回転ジョイント式に取り付けられる。サイドウイングのジョイントエレメント（１４Ｌ、１４Ｒ）は、連続せず、むしろセグメントとして部分的にのみ存在するのが好ましい。 In Figure 2c the side wings (13L, 13R) are not fully formed. The extremities of the triangular main faces (2) of the valve wings remain free of joint elements (14). The side wings are also attached to the valve wings in a revolute joint by textile material (12a). The side wing joint elements (14L, 14R) are preferably not continuous, but rather only partially present as segments.
図２ｄに示すように、流れ抵抗をさらに低減するために、サイドウイングは、幅狭のセグメント（１５Ｌ、１５Ｒ）にまで縮小される。サイドウイングの幅狭のセグメント（１５Ｌ、１５Ｒ）は、バルブウイングと同様に、すべての辺から、特に全ての辺において、互いにかつバルブウイングに対して斜角で面取りされ、これにより、右と左の２つのエッジのジョイントエレメントとしての使用、ならびに上下のエッジの流れに適した形成を可能にする。 To further reduce the flow resistance, the side wings are reduced to narrow segments (15L, 15R), as shown in Figure 2d. The narrow segments (15L, 15R) of the side wings, like the valve wings, are chamfered at an oblique angle to each other and to the valve wings from all sides, in particular on all sides, so that the right and left as a joint element for two edges of as well as a suitable formation for upper and lower edge flow.
図３は、主面（２）及び斜めに面取りされた３つの側面（３、４、５）、ならびに３つの真っすぐなエッジ（７、８、９）を有する３次元に形成されたバルブウイング（１ｄ）を３つの図で示す。エッジ（９）は、一部が回転ジョイントのエレメント（１１ａ）として形成され、その第２のジョイントエレメントはバルブリングに配置されている。この容易に差し込み可能なジョイントを、図２に示すような布製ジョイントと置き換えることもできる。バルブウイング（１ｄ）の他の２つのエッジ（７、８）は、好適には上ａと下ｂの２つの部分領域に分けられる。上はバルブ先端に近い領域、下はバルブリングに近い領域と解される。 FIG. 3 shows a three-dimensionally formed valve wing ( 1d) is shown in three figures. The edge (9) is partly formed as an element (11a) of a rotary joint, the second joint element of which is arranged on the valve ring. This easily pluggable joint could also be replaced with a fabric joint as shown in FIG. The other two edges (7, 8) of the valve wing (1d) are preferably divided into two partial areas, upper a and lower b. The upper area is understood to be the area close to the tip of the valve, and the lower area is understood to be the area close to the valve ring.
短い上領域において、バルブウイング（１ｄ）のエッジ（７ａ、８ａ）は約３０°の鋭角で面取りされた状態であり、真っすぐである。下の、そしてはるかに長い領域（７ｂ、８ｂ）において、エッジは仮想上のものである。これらのエッジの周りには、一方の辺、ここでは図の左側に、開いた、好適には円筒形又は円錐形の中空体（１６）と、もう一方の辺、ここでは図の右側に、第１の辺にぴったり合う、ここでは好適には円筒又は円錐体（１７）が形成される。バルブが閉状態にあるとき、ネガ型とポジ型に成形された２つの本体（１６、１７）の軸（Ａ７、Ａ８）は、一緒に一直線に並び、バルブウイングの主面（２）の仮想上のエッジ（７ｂ、８ｂ）を形成する。したがって、バルブが閉状態にあるとき、バルブウイングの右エッジと隣接する右のバルブウイングの左エッジとから閉鎖体が形成される。 In the short upper region the edges (7a, 8a) of the valve wings (1d) are beveled at an acute angle of about 30° and are straight. In the lower and much longer regions (7b, 8b) the edges are virtual. Around these edges, on one side, here on the left side of the figure, an open, preferably cylindrical or conical hollow body (16) and on the other side, here on the right side of the figure, A cylinder or cone (17), here preferably fitted to the first side, is formed. When the valve is in the closed state, the axes (A7, A8) of the two negative and positive molded bodies (16, 17) align together and form an imaginary plane (2) of the valve wing. Form the upper edges (7b, 8b). Thus, when the valve is in the closed state, a closure body is formed from the right edge of the valve wing and the left edge of the adjacent right valve wing.
バルブを通って流れる媒体の分子及び重要な成分が損傷されないようにするため、及びバルブウイングの動きが、特に開放時に吸引効果によって妨げられないようにするために、中空に成形されたエッジ（１６）の外向きの側面（１６ａ）に孔（１８）又は櫛のようなスリットを設けるのが好適である。エッジ（７ｂ、８ｂ）は、図４にも示されるように、円錐形又は円錐台形でポジ型とネガ型に形成することができる。この場合、円錐先端がバルブの先端の方向に向けられることが有意義である。 Hollow shaped edges (16 ) are preferably provided with holes (18) or comb-like slits on the outward facing side (16a). The edges (7b, 8b) can be conical or frusto-conical, positive and negative, as also shown in FIG. In this case it makes sense for the cone tip to be directed towards the tip of the bulb.
図４は、回転ジョイントの２つのジョイントエレメント（１１ａ）を有する主面（２）のエッジ（９）と、くさび形又はＶ字形の、約３０°の傾斜で形成された右エッジ（８）と、２つのセクション（７ａ、７ｂ）からなる左エッジ（７）とを備えた、３次元に形成されたバルブウイング（１ｅ）を示す。短い上側セクション（７ａ）は、約３０°の斜角でＶ字形に形成されている。長いほうの下側セクション（７ｂ）は、中空でＶ字形に形成されたスリット（１９）の２つの平面のカッティングエッジを形成する。中空のくさび若しくはＶ字形のスリットは、エッジ（８）の斜角よりも約１０°大きいＶ字角を有するのが好ましい。その開口部は、バルブが開状態にあるとき、エッジ（８）の内側に位置する外面（２）が、Ｖ字スリットの内側に接触又は接近し、閉状態にあるとき、各バルブウイング（１ｅ）のエッジ（８）が隣接するバルブウイングのエッジ（７ａ、７ｂ）に、そしてエッジ（８）の外側に位置する面（４）がＶ字スリットの外側の面に接触又は接近するように、隣接するバルブウイングの方に向けられている。したがって、１つのバルブウイングのポジ型のくさびと隣接するバルブウイングのネガ型のくさびとの間に、２つのバルブウイングを尖った刃先で密封するナイフエッジジョイントがそれぞれ形成される。 FIG. 4 shows the edge (9) of the main surface (2) with the two joint elements (11a) of the revolute joint and the right edge (8) formed with a wedge-shaped or V-shaped inclination of about 30°. , and a left edge (7) consisting of two sections (7a, 7b). The short upper section (7a) is V-shaped with an oblique angle of about 30°. The longer lower section (7b) forms the two planar cutting edges of the hollow V-shaped slit (19). The hollow wedge or V-shaped slit preferably has a V-angle approximately 10° greater than the bevel of the edge (8). When the valve is in the open state, the outer surface (2) located inside the edge (8) contacts or approaches the inside of the V-shaped slit, and when the valve is in the closed state, each valve wing (1e ) touches or approaches the edges (7a, 7b) of the adjacent valve wings, and the surface (4) located outside the edges (8) touches or approaches the outside surface of the V-slit, It is directed towards the adjacent valve wing. Thus, between the positive wedge of one valve wing and the negative wedge of the adjacent valve wing, a knife-edge joint is formed, respectively, which seals the two valve wings with a sharp cutting edge.
バルブウイング（１ｅ）を有するバルブでは、回転ジョイント（１１ａ）に、図に象徴的に示されるように、その回転の自由度に加えて、非常に限られた範囲内で第２の押動（Ｓｃｈｉｅｂｕｎｇ）自由度が与えられる。したがって、バルブウイングはどれもが、閉状態において、周方向に互いに押し合うことができ、またナイフエッジジョイントで互いにセンタリング及び、非常によく密封することができる。 In valves with valve wings (1e), the revolute joint (11a) has, in addition to its rotational freedom, a second pushing movement ( Schiebung degrees of freedom are given. Therefore, the valve wings can all be pressed against each other circumferentially in the closed state and can be centered and sealed very well together at the knife edge joints.
図５、図６及び図７は、六角形の貫通孔を有するバルブリング（２１）の２つの変形形態（２１ａ、２１ｂ）を示す。六角形の内側のエッジは、回転ジョイントのエレメントとして、かつ密封するために用いられる。これらのエッジは、一体化されたフィルムジョイント（２１ａ）、又は繊維材料ジョイント（１２ｂ）、あるいはバルブリング（２１ｂ）に一体成形された回転ジョイント（１１ｂ）のエレメントとして使用される。 Figures 5, 6 and 7 show two variants (21a, 21b) of the valve ring (21) with hexagonal through holes. The inner edge of the hexagon is used as an element of the rotary joint and for sealing. These edges are used as elements of integral film joints (21a) or textile joints (12b) or rotary joints (11b) integrally molded to the valve ring (21b).
バルブリング（２１ａ、２１ｂ）の内側には、ａ）からｌ）の異なった幾何学的形状を有することができる格子形成物（２２）がある。格子形成物はほぼ、バルブリングから半径方向で中心軸（Ａ）の方向に、かつバルブの先端に向かって角錐形に上昇する薄いリブからなる。格子形成物は、図１ａ、図１ｂ、図１ｃ、ならびに図２ａ及び図２ｂによる単純なバルブウイングを支持するために用いられる。 Inside the valve rings (21a, 21b) there is a grid formation (22) which can have different geometries from a) to l). The grid formation consists essentially of thin ribs rising radially from the bulb ring in the direction of the central axis (A) and pyramidally upward towards the tip of the bulb. A lattice formation is used to support a simple valve wing according to FIGS. 1a, 1b, 1c and 2a and 2b.
図５ａ及び図５ｂによる単純な形態では、放射状に延びるリブ（２２ａ、２２ｂ）は、流れをバルブの長軸方向に通過させる、ハニカム形状の開いた、角のあるチャネルを形成する。図５ｃ、図５ｄ、図６ｅ、及び図６ｆによるハニカム状の格子構造（２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ）は、小さい抵抗でより良く流れるようにするためにバルブの中心を空いた状態にする。図６ｅによる構造（２２ｅ）で、抵抗が最も小さい。図６ｇ、図６ｈ、及び図７ｉによる放射状リブ（２２ｇ、２２ｈ、２２ｉ）の漏斗状の形態は、さらなる利点とより大きな通過流量をもたらす。 In the simple form according to Figures 5a and 5b, the radially extending ribs (22a, 22b) form open, angular channels in the shape of a honeycomb that allow the flow to pass longitudinally through the valve. The honeycomb lattice structure (22c, 22d, 22e, 22f) according to Figures 5c, 5d, 6e and 6f leaves the center of the valve open for better flow with less resistance. The structure (22e) according to FIG. 6e has the lowest resistance. The funnel-shaped configuration of the radial ribs (22g, 22h, 22i) according to Figures 6g, 6h and 7i provides additional advantages and a greater throughflow.
図７ｉ及び図７ｌでは、放射状リブ（２２ｉ、２２ｌ）は鋸歯状の凹部（２３）を有する。これによって、バルブウイングがリブ上に載るときの接触面と、バルブウイングの開放時の抵抗とが小さくなる。図７ｉ及び図７ｌによる歯付きリブ（２２ｉ、２２ｌ）と、図１ｂによる突起を有するバルブウイング（１ｂ）との組み合わせは、流れる媒体の敏感な分子の損傷と開放時の粘着効果を著しく低減する。 In Figures 7i and 7l, the radial ribs (22i, 22l) have serrated recesses (23). This reduces the contact surface when the valve wings rest on the ribs and the resistance when opening the valve wings. The combination of toothed ribs (22i, 22l) according to FIGS. 7i and 7l and valve wings (1b) with protrusions according to FIG. 1b significantly reduces the damaging of sensitive molecules of the flowing medium and the sticking effect on opening. .
図７ｌでは、差込み可能な回転ジョイントの第２のジョイントエレメント（１１ｂ）がバルブリングにすでに一体成形されている。これらのエレメントは、フィルムジョイントとして、バルブウイング、リブ、及び格子形成物と直接一体成形することもできる。 In FIG. 7l, the second joint element (11b) of the pluggable rotary joint is already molded onto the valve ring. These elements can also be integrally molded directly with the valve wings, ribs and grid formations as film joints.
図８は、本発明による第１のバルブ（Ｖ１）をａ）開状態とｂ）閉状態の２つの図で示す。バルブは、六角形の貫通孔を有するバルブリング（２１ｃ）からなる。バルブウイング（１）がそのエッジ（９）で、図２に従いフィルムジョイント又は繊維材料からなるジョイントを介して部分的にのみ設けられたサイドウイング（１３Ｌ、１３Ｒ）とともに、六角形の孔の各辺に取り付けられている。サイドウイング（１３Ｌ、１３Ｒ）もまた、互いに移動可能に接続されている。サイドウイング間のジョイントは、バルブが閉状態にあるとき、サイドウイングが、バルブ裏側でかつバルブウイング間で完全に重なり合い、開状態において、２つのサイドウイング間で角度が最大限の１８０°になることができるように設計されている。サイドウイングは、その制限的に形成される角度でバルブウイングの最大開口径を制限する。このバルブは、格子形成物（２２）や放射状リブなしで、バルブリングの断面全体を完全に開閉する。バルブウイングの主面（２）の辺とサイドウイング（１３）の上側エッジとに位置する斜角面（３、４）が、媒体の逆流によって、バルブ軸（Ａ）に対して半径方向に向いた閉鎖力を生成する。このバルブは、どの位置でも完全に自律的及び確実に動作する。図７ｊ、図７ｋ又は図７ｌによる非常に薄いリブを備えたバルブリングは、人体で使用するためにこのバルブの安全性を著しく高める。 FIG. 8 shows the first valve (V1) according to the invention in two views: a) open and b) closed. The valve consists of a valve ring (21c) with a hexagonal through hole. A valve wing (1) on each side of the hexagonal bore with side wings (13L, 13R) provided at its edge (9) only partially via film joints or joints made of textile material according to FIG. attached to the Side wings (13L, 13R) are also movably connected to each other. The joint between the side wings is such that when the valve is closed, the side wings overlap completely behind the valve and between the valve wings, and when the valve is open, the angle between the two side wings is a maximum of 180°. designed to be able to The side wings limit the maximum opening diameter of the valve wings at their restrictively formed angles. This valve completely opens and closes the entire cross-section of the valve ring without any grid formations (22) or radial ribs. The beveled surfaces (3, 4) located on the side of the main face (2) of the valve wing and the upper edge of the side wing (13) are oriented radially with respect to the valve axis (A) due to the reverse flow of the medium. generate a tight closing force. This valve operates completely autonomously and reliably in any position. A valve ring with very thin ribs according to Figure 7j, Figure 7k or Figure 7l significantly increases the safety of this valve for use on the human body.
図９は、サイドウイングが最小にまで縮小された本発明による第２のバルブ（Ｖ２）を、ａ）開とｂ）閉の２つの図で示す。サイドウイングの幅狭のセグメント（１５Ｒ、１５Ｌ）は、バルブが閉状態にあるとき、バルブウイング（１）の後ろで重なり合う平らな面を１つずつ有している。これらはバルブウイングの動きを同期させるとともに、それらの開口径を制限する。それらが有する３つの回転軸は、バルブリング（２１ｃ）でのバルブウイングの回転軸（９）と、バルブリング上のバルブウイングの下エッジの接触点である一点で交わる。 FIG. 9 shows a second valve (V2) according to the invention with side wings reduced to a minimum in two views: a) open and b) closed. The side wing narrow segments (15R, 15L) each have a flat surface that overlaps behind the valve wing (1) when the valve is in the closed state. These synchronize the movement of the valve wings and limit their opening diameter. The three axes of rotation they have intersect the axis of rotation (9) of the valve wing on the valve ring (21c) at one point which is the point of contact of the lower edge of the valve wing on the valve ring.
図１０は、本発明による第３のバルブ（Ｖ３）をａ）開とｂ）閉の２つの図で示す。このバルブでは、図３によるバルブウイングが、少なくとも部分的に閉鎖エレメントとして形成された両側のエッジ（１６、１７）と共に使用される。バルブウイングのエッジ（９）及びバルブリングのエッジにおける回転ジョイント（１１）のエレメントは、フィルムジョイント又は繊維材料ジョイントとして、あるいはここに図示されるようにそれら２つの部分に直接作製することができる。これらの部分図はそれぞれ、閉鎖体のネガ型（１６）及びポジ型（１７）エレメントをバルブウイングのａ）開とｂ）閉で示す。バルブリング（２１ｃ）は、リブのないバルブリング（２１ｂ）に相当する。 FIG. 10 shows the third valve (V3) according to the invention in two views: a) open and b) closed. In this valve a valve wing according to FIG. 3 is used with both edges (16, 17) formed at least partially as closing elements. The elements of the rotary joints (11) at the valve wing edges (9) and the valve ring edges can be made as film joints or textile joints or directly to the two parts as shown here. These partial views respectively show the negative working (16) and positive working (17) elements of the closure with a) open and b) closed valve wings. Valve ring (21c) corresponds to valve ring (21b) without ribs.
図１１は、本発明による第４のバルブ（Ｖ４）をａ）開とｂ）閉の２つの図で示す。このバルブでは、両側にくさび形エレメント（８、１９）を有する図（４）によるバルブウイングが使用される。バルブの閉状態において、各バルブウイングのポジ型でくさび形のエッジ（８）が、右隣のバルブウイングのネガ型でくさび形に形成されたエッジ（７ｂ）とともに、角柱ジョイントとも呼ばれるナイフエッジジョイントを形成する。バルブウイングのエッジ（９）及びバルブリングのエッジにおける回転ジョイント（１１）のエレメントは、フィルムジョイント又は繊維材料ジョイントとして、あるいはここに図示されるようにそれら２つの部分に直接作製することができる。これらの部分図は、右エッジすなわち刃先（８）が、バルブの開状態から閉状態まで、バルブウイング（１ｅ）の左エッジのＶ字形スリット（１９）において２つのくさびの先端（７ｂ、８）を中心にどのように回転するのかを示す。バルブウイングとバルブリングとの回転ジョイントには、バルブが閉状態にあるときに、くさびが互いに押し合うようにするために、わずかに軸方向運動自由度が与えられるのが好適である。バルブリング（２１ｃ）は、リブのないバルブリング（２１ｂ）に相当する。 Figure 11 shows the fourth valve (V4) according to the invention in two views: a) open and b) closed. In this valve a valve wing according to figure (4) with wedge-shaped elements (8, 19) on both sides is used. In the closed state of the valve, the positive, wedge-shaped edge (8) of each valve wing, together with the negative, wedge-shaped edge (7b) of the adjacent valve wing to the right, forms a knife-edge joint, also called a prismatic joint. to form The elements of the rotary joints (11) at the valve wing edges (9) and the valve ring edges can be made as film joints or textile joints or directly to the two parts as shown here. These partial views show that the right edge or cutting edge (8) has two wedge tips (7b, 8) in the V-shaped slit (19) in the left edge of the valve wing (1e) from the open to closed state of the valve. Shows how to rotate around . The rotary joint between the valve wing and the valve ring is preferably given a small degree of axial freedom of movement in order to force the wedges against each other when the valve is in the closed state. Valve ring (21c) corresponds to valve ring (21b) without ribs.
図１２は、布によって互いに、かつバルブリング（２１ａ）と移動可能に接続された複数のバルブウイングを有するバルブがどのように組み立てられるのかを示す。最初に、繊維材料ジョイント（１２ａ）がバルブリング（２１ａ）上に設けられる。続いて、六角形の段部（２５）が内設された管状の保護カバー（２４）が、バルブリング（２１ａ）の適切な位置に接着又は圧着される。 Figure 12 shows how a valve is assembled with a plurality of valve wings movably connected to each other and to the valve ring (21a) by fabric. First, a textile material joint (12a) is provided on the valve ring (21a). A tubular protective cover (24) with an internal hexagonal step (25) is then glued or crimped onto the valve ring (21a) in place.
バルブウイングの様々な形状を異なったジョイントバリエーションと、格子形成物又は保護管が有るか、又は無いハウジングの多くの形状とを組み合わせることによって、本発明によるウイングチェックバルブの多様なバリエーションが得られる。 By combining various shapes of valve wings with different joint variations and many shapes of housings with or without grid formations or protective tubes, many variations of the wing check valve according to the invention are obtained.
このチェックバルブ（１、２、３）のすべてのバリエーションは、プラスチック単体から、又はプラスチック粉末と金属粉末との混合物から３次元印刷プロセスによって製造することができるのが好適である。 All variations of this check valve (1, 2, 3) can preferably be manufactured from a single piece of plastic or from a mixture of plastic and metal powders by a three-dimensional printing process.
明細書、図面、及び特許請求の範囲に開示された本発明の特徴は、単独でも、任意の組み合わせでも本発明の実施のために重要であり得る。特に、異なる実施例からの特徴の組み合わせは、本発明によるさらなる実施形態を達成するために有利である。 The features of the invention disclosed in the description, drawings and claims may be important for the practice of the invention either singly or in any combination. In particular, combinations of features from different embodiments are advantageous for achieving further embodiments according to the invention.
参照符号一覧：
１ バルブウイングの複数のバリエーション
２ バルブの内側すなわちバルブ軸の方に向いたバルブウイングの主面
３ バルブウイングの左の傾斜側面
４ バルブウイングの右の傾斜側面
５ バルブリングの方に向いたバルブウイングの側面
６ 外に向いたバルブウイングの裏面
７ 主面の左辺すなわちエッジ
８ 主面の右辺すなわちエッジ
９ バルブリングの方に向いた主面のエッジ
１０ 主面上にある突起
１１ 回転ジョイントのエレメント
１２ フィルムジョイントの形態のプラスチック製の、又は生物又は合成繊維からなる布製のジョイント。
１３ サイドウイング
１４ サイドウイングのジョイントエレメント
１５ サイドウイングのセグメント
１６ 開いた中空体として、すなわちネガ型に成形されたバルブウイングのエッジ
１７ 中実すなわちポジ型として成形されたバルブウイングのエッジ
１８ 開いた中空体の外側にある穴
１９ 円錐形又は角錐形に覆われたカバーにおけるくさび形のスリット
２０ くさび形中空のスリットの円錐形又は角錐形のカバー
２１ 六角形の貫通孔を有するバルブリング
２２ ハニカムに形成された放射状のリブ形成物、及びハニカムに形成されていない放射状のリブ形成物
２３ 斜めリブの鋸歯状凹部
２４ バルブの管状保護カバー
２５ バルブの保護管における、角のある、特に六角形の段部
Ａ バルブ及びバルブハウジングの中心軸
Ａ７ エッジ７ｂの周りに中空円筒形に延びる本体の軸
Ａ８ エッジ８ｂの周りに中実円柱形に延びる本体の軸
Ａ９ ジョイントエレメント１１ａの回転軸
ｎ バルブリングの角のある孔の辺の数＝バルブウイングの数
List of reference signs:
1 Multiple variations of the
REFERENCE SIGNS LIST 13 side wing 14 side wing joint element 15
Claims (16)
前記チェックバルブ（Ｖ１～Ｖ５）は、バルブリング（２１）のｎ角形、好適には六角形の貫通口若しくは孔の周りに実質的に円形配置で、少なくとも一つの辺でそれぞれ、少なくとも１つの回転ジョイント（１１、１２）によってスイベル式に収容若しくは配置されている三角形状の少なくともｎ≧３個のバルブウイング（１）を備え、前記回転ジョイント（１１、１２）は、少なくとも１つの第１のジョイントエレメント（１１ａ、１２ａ）と少なくとも１つの第２のジョイントエレメント（１１ｂ、１２ｂ）とを含み、
少なくとも１つのジョイントエレメント（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ）が前記バルブウイング（１）に一体化されていることを特徴とする、ウイングチェックバルブ。 Wing check valves (V1-V5) that open and close automatically and without external energy by at least one gaseous and/or liquid medium flow,
Said check valves (V1-V5) are arranged in a substantially circular arrangement around an n-sided, preferably hexagonal through-hole or hole in the valve ring (21) and at least one rotation each on at least one side. at least n≧3 valve wings (1) of triangular shape housed or arranged in a swivel manner by joints (11, 12), said rotary joints (11, 12) being connected to at least one first joint an element (11a, 12a) and at least one second joint element (11b, 12b);
Wing check valve, characterized in that at least one joint element (11a, 11b, 12a, 12b) is integrated in said valve wing (1).
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