DE1103701B

DE1103701B - Federloses Einlassventil fuer schnellaufende Pumpen

Info

Publication number: DE1103701B
Application number: DES55697A
Authority: DE
Inventors: Peter Vermeulen
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1957-10-29
Filing date: 1957-10-29
Publication date: 1961-03-30

Description

Federloses Einlaßventil für schnellaufende Pumpen Die - Erfindung betrifft ein federloses Einlaßventil für schnellaufende Pumpen, bei dem das plattenförrnige Ventilverschlußstück aus einem elastisch nachgiebigen Stoff besteht, dessen spezifisches Gewicht gleich oder kleiner als das des - zu -fördernden Mediums ist und bei dem die den Ventilhub-im geöffneten Zustand begrenzenden Flächen so ausgebildet sind, daß infolge elastischer Verformung des Verschlußstückes die auftretenden Verzögerungs- und Beschleunigungskräfte auch bei sehr großen Strömungsgeschwindigkeifen teilweise aufgefangen werden.
Im Armaturenbau ist es an und für sich bekannt, die Verschlußstücke-von Ventilen' zur leichteren Betätigung im abzusperrenden Medium schweben zu lassen. Zu diesem Zweck wird entweder -am Verschlußstück ein gas- oder Inftgefüllter Schwimmer angebracht, oder das Verschlußstück selbst wird als Schwimmer ausgebildet. Bei einem in dieser Weise gestalteten Ventil für Heizungsanlagen erfolgt die Betätigung beispielsweise durch einen über einen Thermostaten gespeisten Elektromagneten.
Plattenförmige Ventilverschlußstücke aus--zelastischnachgiebigen Werkstoffen sind ebenfalls bekannt-e, geworden. Der Hauptzweck der elastisch nachgiebigen Ausbildung ist der, daß sich die Platten irgendwelchen Veränderungen der Oberfläche des Ventilsitzes, die z. B. durch Verziehen od. ä. entstehen, sehr leicht anpassen können, so daß keine Verschlechterung der Dichtwirkung eintritt. Die elastischen Verschlußstücke passen sich auch besser den aus besonderen Gründen leicht kugelig ausgebildeten Ventilsitzen an.
Es ist weiterhin bekannt, die Einlaßventile von Pumpen bzw. deren Platten mit möglichst geringer Eigenmasse auszuführen. Die bisher hierfür verwendeten Werkstoffe haben aber ein spezifisches Gewicht, das wesentlich größer ist und meist ein Vielfaches desjenigen der zu fördernden Flüssigkeit beträgt. Bei den bekannten Ausführungen schnelllaufender Pumpen sind ferner ausnahmslos besondere Ventilfedern angeordnet, um die hier erforderlichen hohen Schließkräfte zu gewährleisten.
Bei dem erfindungsgemäßen Einlaßventil sind dagegen keine -#Tentilfedern angeordnet. Infolge der Ausführung des Verschlußstückes aus einem elastisch nachgiebigen Kunststoff mit einem spezifischen Gewicht, das gleich oder kleiner als das der Förderflüssigkeit ist, und der Gestaltung der die Öffnung begrenzenden Flächen arbeitet das erfindungsgemäße Ventil auch bei hohen Drehzahlen einwandfrei und mit hohem Wirkungsgrad.
In der Zeichnung ist Abb. 1 ein Schnitt durch ein federbelastetes Ventil bekannter Ausführung im geöffneten Zustand, Abb. 2 desgleichen im geschlossenen Zustand; Abb.3'-zeigt das erfindungsgemäße Ventil --geöffnet und Abb. 4 geschlossen. Abb. 5 und 6 zeigen eine Variante des erfindungsgemäßen Ventils im ge-_öffneten -bzw. geschlossenen Zustand.
Bei den Ventilen bekannter Bauart gemäß Abb. 1 und 2 wird die zu fördernde Flüssigkeit durch die Öffnung 1 angesaugt. Dabei wird das Verschlußstück 2 unter überwindung der von der Feder 3 ausgeübten Kraft angehoben bis zu dem den Ventilhub begrenzenden Anschlag 4. Die Flüssigkeit strömt, solange der ihr durch den Ansangvorgang erteilte Impuls wirkt, durch das Ventil in den Pumpenraum ein. Möglichst sofort nach Beendigung des Ansaugvorganges und noch vor dein Beginn des nächsten, das Verdrängen der angesaugten Flüssigkeit bewirkenden Kolbenhubes soll das Verschlußstück 2 schon die Öffnung 1 wieder verschließen, um ein Rückströmen der angesaugten Flüssigkeit zu verhindern.
Um eine vollständige Füllung der Pumpe während des Ansaugens zu erreichen, soll, abgesehen von einer genügend großen Ansaugöffnung 1, die Ventilfeder 3 schon bei geringstem Unterdruck ansprechen und das Verschlußstück 2 anheben lassen; andererseits muß aber die von der Ventilfeder 3 ausgeübte Kraft groß genug sein, um das Ventil rechtzeitig zu schließen.
Es zeigt sich nun, daß diese widersprechenden Forderungen durch die Feder allein nicht befriedigt werden können. Man hat deshalb dem Verschlußstück 2 mittels Anschlag 4 eine bestimmte, von der Pumpenfrequenz abhängige Hubhöhe gegeben und damit eine merkbare Verbesserung erreicht. Da aber auch mit einer -solchen Anordnung das einwandfreie Funktionieren des Ventils nicht unter allen Umständen gewährleistet ist, wird auf eine Ventil-Rückstellfeder verzichtet und erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Verschlußstück aus einem Werkstoff herzustellen, dessen spezifisches Gewicht gleich oder kleiner ist als das der zu fördernden Flüssigkeit.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für das Verschlußstück ein elastisch nachgiebiger Stoff verwendet. Bei Versuchen mit Einlaßventilen für schnellaufende Pumpen zeigten sich weitere Schwierigkeiten insofern, als die Verwendung verhältnismäßig harter Werkstoffe für das Verschlußstück sehr starken Verschleiß sowohl am Verschlußstück wie auch am \Tentilsitz ergab. Wurde das Verschlußstück aus Kunststoff angefertigt, so ging der Verschleiß am Verschlußstück merklich zurück, der Ventilsitz zeigte jedoch immer noch starken Verschleiß. Erst die Verwendung verhältnismäßig weicher Kunststoffe für die Verschlußstücke ergab den für Ventilsitz geforderten geringen Verschleiß.
Ohne Zweifel ist das frei schwingende, ohne Rückstellfeder arbeitende Einlaßventil aus weichem, elastisch nachgiebigem Werkstoff mit einem spezifischen Gewicht, das gleich oder kleiner ist als das der zu fördernden Flüssigkeit, für Einlaßventile schnellaufender Pumpen als ideal zu bezeichnen. Durch die erfindungsgemäße Formgebung der den Öffnungshub begrenzenden Flächen am Verschlußstück oder am Anschlag, gegebenenfalls auch an beiden, wird eine weitere Verbesserung der günstigen Eigenschaften des Einlaßventils erreicht. In Abb. 3 und 4 ist das Verschlußstück 5 an der dem Anschlag 6 zugewendeten Seite konkav ausgeführt. Beim Öffnen des Ventils prallt das Verschlußstück 5 gegen den Anschlag 6, das Verschlußstück 5 aus weichem, elastisch nachgiebigem Kunststoff verformt sich, wie in Abb. 3 aus Darstellungsgründen übertrieben dargestellt. Durch die Verformungsarbeit wird ein großer Teil der kinetischen Energie des Verschlußstückes verbraucht. Gleichzeitig erfährt das Verschlußstück 5 beim Zurückfedern einen Bewegungsimpuls in Richtung Ventilsitz. Die Wirkung der Verzögerungs- und Beschleunigungskräfte wird durch die erfindungsgernäße Formgebung auf das kleinstmögliche Maß gebracht.
Abb. 5 und 6 zeigen eine Variante, bei der der Anschlag 7 konkav ausgebildet, das Verschlußstück 8 jedoch vollkommen eben ist. Diese Ausführung hat den Vorteil der leichteren Bearbeitbarkeit, der Effekt ist aber der gleiche wie bei dem konkav ausgebildeten Verschlußstück.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Federloses Einlaßventil für schnellaufende Pumpen, bei dem das plattenförmige Ventilverschlußstück aus einem elastisch nachgiebigen Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß dessen spezifisches Gewicht gleich oder kleiner als das der zu fördernden Flüssigkeit ist.
2. Einlaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Anschlag zugekehrte Seite des Verschlußstückes konkav ausgebildet ist. 3. Einlaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Verschlußstück zugekehrte Seite des Anschlags konkav ausgebildet ist. 4. Einlaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander zugekehrten Flächen von Verschlußstück und Anschlag konkav ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 47 062, 1041755; USA.-Patentschrift Nr. 2 223 944.