Rückflussverhinderndes Absperrventil Die Erfindung betrifft ein rückflussverhindern- des Absperrventil mit einem Verschlussstück, das an seinem spindelseitigen Ende einen Faltenschlauch trägt, der mit seinem freien Ende im Gehäuse dichtend eingespannt und als auf das Verschlussstück einwirkendes Federelement ausgebildet ist.
Das Neue besteht darin, dass das Verschlussstück bei hochge schraubter Spindel in Abhängigkeit vom Druck des Mediums in seine Offen- und Schliessstellung hin- und herverschiebbar ist, wobei die Federkraft des Falten- schlauches in Schliessrichtung wirkt.
Durch ein derartiges Absperrventil soll erreicht werden, dass bei Absinken des Druckes des in der Leitung befindlichen Mediums unter einen bestimm ten Wert, das Ventil sich selbsttätig schliesst, so dass ein Zurückfliessen des in Fliessrichtung des Mediums hinter dem Absperrventil befindlichen Wassers od. dgl. in die Leitung nicht möglich ist.
Ein von dem Faltenschlauch und dem zugehörigen Gehäuse bzw. Gehäusedeckel umschlossener Raum kann allseits nach aussen abgedichtet sein.
Als besonders zweckmässig hat es sich herausge stellt, den Faltenschlauch ganz oder auf Teilen seiner Länge gewindeförmig zu profilieren. Dabei kann das Gewinde des Faltenschlauches mehrgängig sein. Es kann innerhalb des Faltenschlauches eine Hülse an geordnet sein, die etwa die Länge des Schlauches auf weist, einen den Faltenschlauch in dessen Längsrich tung durchgreifenden Führungsbolzen umgibt und in dessen Längsrichtung frei verschiebbar ist. Hülse und Führungsbolzen können aus nichtrostendem Ma terial bestehen.
Zweckmässig ist es auch, zumindest die Hülse aus Kunststoff herzustellen. Im übrigen kann die Anordnung so getroffen sein, dass der In nendurchmesser der Hülse geringfügig grösser isst als der Aussendurchmesser des Führungsbolzens.
Bei der vorbeschriebenen Armatur wirkt der Fal tenschlauch als Federelement, das beim öffnungsvor- gang zusammengedrückt wird unter gleichzeitiger Speicherung von Energie. Das Verschlussstück bleibt in seiner Offenstellung, solange die der Federwirkung des Faltenschlauches entgegengerichtete Kraft, die durch das Druckmedium verursacht wird,
grösser ist als die in Schliessrichtung wirkende Federkraft des Faltenschlauches. Sinkt der Druck des Mediums ab, wird der Verschlusskörper durch die Federkraft des Faltenschlauches in sehne Schliesslage gedrückt, sobald die von dem Schlauch in Schliessrichtung ausgeübte Kraft grösser ist als die in entgegengesetzter Richtung durch das Medium wirkende Kraft.
Das eigentliche Verschlussstück kann sich spindelseitig in einem Füh rungsbolzen fortsetzen, der .in einer entsprechend be messenen Ausnehmung der eigentlichen Spindel ein greift. Dieser Führungsbolzen wird vom Falten schlauch umgeben.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbei spiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Ab sperrventil, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch ein Ventil mit einem abweichenden Verlauf der Durchgänge für das Medium, Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch ein Ventil mit einem wiederum abgewandelten Verlauf der Durchgänge für das Medium,
Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch ein Ab sperrventil mit gewindeförmig profiliertem Falten schlauch, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Absperr körpers mit Faltenbalg, Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch ein Ab sperrventil mit in dem Faltenbalg angeordneter zu sätzlicher Hülse, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6.
Das dargestellte Absperrventil besteht im wesent lichen aus einem Gehäuse 10, einem sich geringfügig verjüngenden Verschlussstück 11, das mit einem über zug 12 aus Gummi oder einem anderen Werkstoff mit gummiartigenEigenschaften umkleidet ist sowieeinem Gehäusedeckel 18.
Der Überzug 12 des Verschlussstückes 11 setzt sich spindelseitig in einen Faltenschlauch 14 fort, der mit seinem freien Ende zwischen dem Gehäuse 10 und dem Deckel 18 eingeklemmt ist. Er umgibt einen Schaft 15, dessen eines Ende mit dem Absperrkörper 11 fest verbunden ist wohingegen das andere Ende in die Hohlspindel 20 eingreift, die über ein Gewinde 21 am Deckel 18 gehalten und in diesem in ihrer Längs richtung hin- und herschraubbar ist. Der Schaft 15 kann seinerseits in der Hohlspindel 20 hin- und her verschoben werden. Der maximale Weg entspricht da bei etwa dem Hub des Schliesskörpers 11.
Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, dass das in Richtung des Pfeiles 25 durch den Kanal 26 strömen de Medium gegen die Unterseite 27 des Schliesskör- pers 11 drückt, so dass dieser aus der in den Figuren der Zeichnung gezeigten Stellung der Spindel 20 unter gleichzeitiger Zusammendrückung des Faltenbalges 14 in Richtung auf die Spindel verschoben wird. An dieser Verschiebung nimmt auch der Schaft 15 teil, und zwar soweit, bis dessen freies Ende 28 gegen die Begrenzung 29 der Hohlspindel 20 trifft. Dann nimmt der Schliesskörper 11 seine Offenstellung ein.
Sobald der Druck in der Leitung unter ein bestimmtes Mass abfällt, wird der Schliesskörper 11 auf Grund des Federungsvermögens des Faltenbalges 14 wieder in seine in der Zeichnung dargestellte Lage gedrückt. Das trifft dann ein, wenn die auf den Schliesskörper (Verschlussstück) 11 einwirkende Kraft, die durch den auf die Fläche 27 wirkenden Druck des Mediums ver ursacht wird, kleiner ist als die von dem gespannten Faltenbalg in entgegengesetzter Richtung ausgeübte Kraft.
Es ist selbstverständlich auch möglich, das Ventil unabhängig von dem in der Leitung herrschenden Druck zu schliessen, und zwar durch Betätigung der Spindel 20. Diese wird zu diesem Zweck soweit in den Gehäusedeckel 18 hineingeschraubt, so dass die Begrenzungsfläche 29 auf das freie Ende 28 des Schaftes 15 aufgesetzt wird. Dann kann der Schliess körper 11 nicht mehr aus seiner Schliess- in seine Offenstellung bewegt werden.
Alle in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispiele weisen den vorbeschriebenen grundsätzli chen Aufbau auf, wobei, wie sich aus den Zeichnungs darstellungen ebenfalls ergibt, dne unterschiedlichsten Anordnungen der Durchflusskanäle 26 bzw. 30 mög lich sind. Weiterhin kann, wie das z. B. in den Figuren 1, 2 und 4 gezeigt ist, das Verschlussstück 11 senk recht, oder auch gemäss den Figuren 3 und 6 unter einem spitzen Winkel zur Hauptdurchflussrichtung 25 hin- und herverschiebbar sein.
Allen Anordnungen ist jedenfalls gemeinsam, dass bei geöffneter Spindel 20 das Verschlussstück 11 unter dem Einfluss des Drucks des Mediums in seine Offenstellung verschoben wird. Beim Absinken des Mediumdruckes unter einen be stimmten einstellbaren Wert bewirkt die in dem als Federelement ausgebildeten Faltenschlauch 14 beim Öffnungsvorgang gespeicherte Energie ein Verschie ben des Schliesskörpers 11 in seine Schliessstellung.
D. h., dass beim Öffnen durch den Druck des Mediums die Federkraft des Faltenschlauches überwunden wer den muss unter gleichzeitiger Speicherung von po tentieller Energie in demselben, die dann bei nach lassendem Druck des Mediums nutzbar gemacht wird, um das Schliessen des Ventils zu bewirken.
Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel kommt noch hinzu, dass der Falten schlauch 14 gewindeförmig profiliert ist, wodurch sich die Federkraft beträchtlich steigern lässt. Das ergibt sich ohne weiteres aus der Tatsache, dass ein Falten schlauch gemäss der Darstellung der Figuren 4 und 5 ähnlich einer Schraubenfeder ausgebildet ist.
Die in einem solchen Faltenschlauch beim Öffnen des Ver- schlussstückes 11 gespeicherte potentielle Energie reicht auch bei schwierigen Verhältnissen aus, um bei Abfall des Mediumdruckes unter einen bestimmten Wert das Verschlussstück 11 in eine einwandfrei dichtende Lage in den Sitz hineinzudrücken. Die im allgemeinen dabei zu erzielende Dichtigkeit ist so gross, das die aus dem Leitungsteil 30 in den Leitungs teil 25 zurückfliessende Flüssigkeitsmenge weit unter der :im allgemeinen für zulässig erachteten Höchst menge liegt.
Es ist selbstverständlich, dass zur Beeinflussung des Federungsvermögens und anderer Eigenschaften des Faltenschlauches 14 auch mehrgängige Gewinde in denselben eingepresst werden können. Es kann auch die Steigung des Gewindes verändert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel' gemäss Fig. 6 und 7 ist der Führungsbolzen 15 des Verschlussstückes 11 von einer Hülse 42 umgeben, deren Länge etwa der des Faltenschlauches 14 entspricht. Diese Hülse 42 ist gegenüber dem Führungsbolzen 15 und dem Falten schlauch 14 in Längsrichtung dieser Teile frei beweg bar.
Wenn im ganzen oder teilweise geöffneten Zu stand des Absperrorgans das Druckmedium den Raum 43, durch den sich der Faltenbalg erstreckt, ausfüllt bzw. beaufschlagt, besteht die Möglichkeit, dass der Faltenbalg radial nach innen in Richtung auf den Führungsbolzen 15 gedrückt wird bis zur Anlage an die Hülse 42 bzw., wenn diese nicht vorhanden wäre, bis zur Anlage an den Führungsbolzen 15.
Bei dem in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Faltenbalg 14 bezüglich seines Durchmessers so bemessen, dass seine Innenfalten die Hülse 42 gerade berühren. Die Anordnung kann natürlich auch so ge troffen sein, dass der Faltenbalg 14 in unbeaufschlag- tem oder wenig beaufschlagtem (durch das Medium) Zustand mit seinen Innenfalten 14a in einem gewissen Abstand von dem Führungsbolzen 15 bzw. der Hülse 42 bleibt.
In beiden Fällen kann bei geöffneter Ar matur der durch das Medium ausgeübte Druck (im Raum 43) so gross sein, dass der Faltenbalg 14 sehr stark gegen die Hülse 42 gepresst wird, so dass, falls diese starr mit dem Führungsbolzen 15 verbunden wäre, bei der Bewegung des Schlauches 14 gegenüber der Hülse 42 bzw. dem Führungsbolzen 15 eine er hebliche Reibung aufträte, durch die der Falten schlauch entsprechend beansprucht und verschliessen würde.
Ausserdem könnte der Schlauch, insbesondere dann, wenn die Reibung zwischen ihm und dem Füh rungsbolzen 15 bzw. der Hülse 42 über deren Länge unterschiedlich ist, beim Öffnen unregelmässig ge faltet werden, was ebenfalls zur Zerstörung oder doch wenigstens zur Ermüdung des Materials führen könn te. Das wird durch die Hülse 42 vermieden, die, wenn der Schlauch 14 gegen sie gepresst wird, von diesem im Verlauf der Öffnungsbewegung z. B. nach rechts oben mitgenommen wird.
Dabei ist, wie bereits erwähnt, die Reibung zwi schen Hülse 42 und Führungsbolzen 15 so gering, dass sie praktisch überhaupt nicht ins Gewicht fällt. Selbstverständlich tritt auch eine gewisse Relativver schiebung zwischen Schlauch 14 und Hülse 42 wäh rend des öffnungs- und Schliessvorganges ein. Das wird ohne weiteres klar, wenn man berücksichtigt, dass der Schlauch 14 seine Länge beim Öffnen oder Schliessen verändert, wogegen die Hülse 42 ihre ein mal gegebene Länge beibehält.
Die zwischen Schlauch 14 und Hülse 42 auftretenden Reibungskräfte sind doch wesentlich geringer als die, die zwischen dem Schlauch 14 und dem Führungsbolzen 15 auftreten würde, falls die Hülse 42 fehlte. Das ist ganz einfach darauf zurückzuführen, dass auf Grund der Längs- verschiebbarkeit der Hülse 42 das Ausmass der Re lativverschiebung zwischen dieser und dem Schlauch 14 kleiner ist als zwischen Schlauch 14 und Führungs bolzen 15.
Dazu kommt noch, dass man die Hülse aus einem solchen Material herstellen bzw. deren Oberfläche so bearbeiten kann, dass die Reibung zwi schen ihr und dem Schlauch 14 auf ein Minimum ver ringert wird, so können zur Verbesserung der Rei bungsverhältnisse zwischen Hülse 42 und Führungs bolzen 15 einerseits sowie Hülse 42 und Schlauch 14 andererseits Hülse und Bolzen aus nichtkorrodieren dem Material, z. B. nichtrostendem Metall besteht. Es ist auch möglich, insbesondere die Hülse aus einem gehärteten Kunststoff herzustellen.
Allgemein emp fiehlt es sich, für die Hülse ein Material zu verwenden, das die Reibung zwischen Hülse und Faltenschlauch günstig beeinflusst. Da die Hülse keinerlei Kräfte auf zunehmen hat und keine Beanspruchungen erfährt, kann das für sie zu verwendende Material nur nach den vorgenannten Gesichtspunkten ausgewählt wer den. Der Innendurchmesser der Hülse 42 kann ggf. geringfügig grösser sein als der Aussendurchmesser des Führungsbolzens 15.
Dadurch wird, da der Fal tenschlauch 14 von einem allseits gleich grossen Druck beaufschlagt wird, unter Umständen erreicht dass die Hülse mittig um den Führungsbolzen verschoben wird, ohne diesen zu berühren.
Für die praktische Ausführung des Vorschlages gemäss den Figuren 6 und 7 ist es ohne Belang, wie das Absperrorgan im einzelnen ausgebildet ist. So kann der Absperrkörper 11 auch durchgehend ko nisch sein, wie das bei den übrigen Ausführungsbei spielen der Fall ist. Es eist auch ohne weiteres mög lich, Absperrkörper 11 und Spindel 20 so anzuordnen, dass sie den Durchflusskanal 26 senkrecht durchset zen.
Die Ausführungsbeispiele gemäss den Figuren 3, 4, 5 und 6 weisen im übrigem noch in dem den Schliesskörper 11 umgebenden gummielastischen Werkstoff 12 einen Einschnitt 35 auf, und zwar in dem Bereich des Überzuges 12, der in Schliessstellung mit dem Gehäusesitz zusammenwirkt. Durch diesen Einschnitt 35 wird eine Dichtlippe 36 gebildet, die rings um den Körper 11 verlaufen kann.
Diese Dicht lippe 36 steht zweckmässig in unverformtem bzw. un beanspruchtem Zustand, also dann, wenn der Körper 11 in seinen Sitz hineingedrückt ist, um ein Geringes über dem Aussenumfang des Schliesskörpers 11 hin aus.
D. h., dass in der Schliessstellung des Verschluss- stückes 11 die Lippe 36 mit etwas Spannung am Sitz llb (Fig. 6) anliegt, wodurch die Dichtwirkung natür lich noch erhöht wird.
Hinzu kommt .noch, dass die in Fliessrichtung 25 hinter dem Absperrschieber stehen de Flüssigkeit gegen die Begrenzung des Einschnittes 35 und somit auch von innen gegen die Lippe 36 drückt und diese somit noch zusätzlich gegen den Sitz 11 b presst.
Es wird selbstverständlich von den jeweils gegebe nen Umständen abhängen, ob man die Ausführungs- form nach den Figuren 1 und 2 oder die gemäss den Figuren 3 bis 7 wählt. Im allgemeinen wird jedoch die Anbringung des Einschmttes 35 und der Dicht lippe 36 die Abdichtung verbessern.
An dem Ausführungsbeispiel. gemäss Fig. 4 und 5 ist weiterhin zu erkennen, dass der Schliesskörper 11 nahe seinem dem Faltenbalg 14 zugekehrten Ende eine umlaufende Leiste 40 trägt, auf der an zwei um 180 versetzten Stellen zwei zweckmässig metallische Nocken bzw. Federn aufgesetzt .sind. Diese greifen :in entsprechende Nuten des Gehäuses 10 ein, wodurch eine Sicherung gegen Mitdrehen des Schliesskörpers 11 erreicht wird.
Die Leiste 40, die in eine entsprechen de Ausnehmung 41 des Sitzes für den Schliesskörper 11 eingreift, soll verhindern, dass der Körper 11 bei Betätigung der Spindel in Schliessrichtung zu stark in den Sitz eingeklemmt wird.
Dann besteht nämlich die Gefahr, dass die durch den Wasserdruck über die Fläche 27 auf dem Schliesskörper 11 ausgeübte Kraft nicht ausreicht, die Reibung zwischen Körper 11 und seinem Sitz zu überwinden, so dass dieser nicht in die Offenstellung gedrückt werden kann. Durch die Leiste 40, die selbstverständlich auch durch einzelne An schläge od. dgl. ersetzt werden kann, wird erreicht,
dass ein Eindrehen des Schliesskörpers 11 in seinen Sitz über ein gewisses Mass hinaus nicht möglich ist, wobei dieses Mass jedoch so gewählt ist, dass es eine einwandfreie Abdichtung bei geschlossenem Ventil ge währleistet. Zweckmässig ist die Dichtleiste 40 auch mit einem Überzug aus gummielastischem Material versehen.
Es liegt auf der Hand, dass die vorbeschrie- bene Anordnung auch bei den Ausführungsformen ge- mäss Fig. 1, 2 und 3 .vorgesehen sein kann. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 und 7 ist der Schliesskörper 11 ohnehin so ausgebildet, dass er an seinem dem Faltenschlauch 14 zugekehrten Ende einen Teil grösseren Durchmessers aufweist, das in der Schliessstellung mit einem Anschlag im Gehäuse (vgl. Fig. 6) zusammenwirkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 ist am unteren Ende der Spindel 20 aussen eine Dich tung 24 angebracht, die die Spindel 20 gegenüber dem Deckel 18 abdichtet. So ergibt sich ein von Verschluss- stück 11, Faltenschlauch 14, Deckel 18, Spindel 20 und Dichtung 24 begrenzter geschlossener Raum, der mit Luft gefüllt ist. Diese wird beim Verschieben des Schliesskörpers aus seiner in Fig. 1 und 2 dargestellten Schliesslage in die Offenstellung komprimiert, so dass sie ebenfalls in Schliessrichtung einen Druck auf den Schliesskörper 11 ausübt.
Dieser Druck der Luft in dem vorbeschriebenen Raum trägt mit dazu bei, dass bei abfallendem Druck des Mediums in der Leitung der Schliesskörper 11 in seine Schliessstellung ver schoben wird.
Es ist natürlich auch möglich, entsprechend den Darstellungen der Figuren 4 bis 6 auf diese Dichtung zu verzichten, so dass der den Führungsbolzen 15 um gebenden bzw. von dem Faltenschlauch 14 umschlos sene Raum mit der Aussenluft in Verbindung steht. Welche der beiden Ausführungsformen man wählen wird, hängt jeweils von den gegebenen Verhältnissen und Umständen ab.