<Desc/Clms Page number 1>
Hubventil
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, u. zw. insbesondere eine Abdichtung für ein Ventil mit einem axial beweglichen Ventilkörper und einem feststehenden Ventilsitz.
Durchgangsventile und andere Hubventile, welche einen Ventilkörper aufweisen, welcher sich von einem feststehenden Ventilsitz in die Offenstellung bewegt und diesen Ventilsitz in der geschlossenen Stellung berührt, werden üblicherweise durch eine beträchtliche Kraftanwendung abgedichtet, durch welche der bewegliche Ventilkörper in Berührung mit dem Ventilsitz gebracht wird. Es werden auch bereits 0-förmige Dichtungen verwendet, welche eine Abdichtung ermöglichen, ohne dass die Anwendung einer tibermässigen Kraft erforderlich ist. Da aber nun der O-Ring von dem durch das Ventil strömenden Medium weggeschwemmt werden würde, mussten verschiedene Führungen für die O-Ringe vorgesehen werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein beweglicher Ventilkörper, welcher einen
EMI1.1
den kann.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der um den beweglichen Ventilkörper gelegte O-Ring durch das durch das Ventil strömende Medium aus jeder der beiden Richtungen beeinflusst werden kann und dass gleichzeitig verhindert wird, dass der O-Ring von dem durch das Ventil strömenden Medium weggeschwemmt wird.
Durch die Erfindung wird eine neue und verbesserte Abdichtung für Ventile mit einem feststehenden Ventilsitz und einem von diesem Ventilsitz in die Offenstellung bewegten Ventilkörper erreicht.
Ferner ermöglicht die Erfindung die Schaffung einer verbesserten 0-förmigen Ringdichtung für ein Hubventil, wobei der elastische Ring die Verschiebung des O-Ringes verhindert.
Bei Regelventilen, welche gegen einen Gegendruck entlastet sein sollen, ist es erwünscht, dass das Aufsitzen des Ventilkörpers am Ventilsitz jeweils an derselben Stelle erfolgt, so dass die zu entlastende Fläche immer genau gleich gross ist. Die erfindungsgemässe Ausbildung der Abdichtung'ist für derartige Ventile besonders geeignet, da die Abdichtung immer an der Berührungsstelle des O-Ringes erfolgt. Es wurde gefunden, dass bei einer Konizität des Ventilsitzes und des Ventilkörpers von ungefähr 5 die zu entlastenden Flächen anfangs fast gleich sind und dass hiebei die Veränderung des Durchmessers der Sitzfläche minimal klein gehalten wird.
Die Verwendung einer geringen Konizität hat den weiteren Vorteil, dass die Dichtung beim Öffnen gegen die Strömung so lang als möglich bestrebt ist, zu halten und dass die Tendenz zur Streckung der Abdichtung stark verringert wird.
Ein weiteres Erfindungsziel erstreckt sich auf eine verbesserte Abdichtung für das Hubventil, bei welcher sowohl der Ventilkörper als auch der Ventilsitz eine minimale Konizität aufweisen, so dass das in bekannter Weise entlastete Regelventil eine Sitzfläche aufweist, deren Veränderung möglichst klein gehalten wird und bei welchem die zu entlastenden Oberflächen anfangs ungefähr gleich sind.
Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und Zeichnung, in welcher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben bzw. schematisch dargestellt ist.
Fig. 1 der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch ein mit der erfindungsgemässen Abdichtung ausgestattetes entlastetes Regelventil. Fig. 2 ist eine vergrösserte Darstellung des in Fig. 1 dargestellten Ventilsitzes in Schliessstellung. Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung in Offenstellung.
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
doch bemerkt, dass die vorliegende Erfindung auf alle Arten von Ventilen anwendbar ist, welche einen feststehenden Ventilsitz und einen Ventilkörper, welcher vom Ventilsitz in die Offenstellung angehoben wird, aufweisen, wie beispielsweise für Ruckschlagventile, Absperrventile und andere Arten von Hubventilen.
Das Ventil 10 weist ein Ventilgehäuse 12 auf, welches mit einer Zuleitung 14 und einer Ableitung 16 versehen ist. Die Enden der Zuleitung bzw. der Ableitung sind in bekannter Weise mit Anschlüssen an ein Rohrsystem ausgestattet.
Zwischen der Zuleitung 14 und der Ableitung 16 ist ein Bauteil 18 vorgesehen, welcher einen mit einer Öffnung 22 im Oberteil des Ventilgehäuses 12 fluchtenden Teil 20 aufweist. Der Teil 20 weist einen
EMI2.1
nenwand 32 des Sitzringes 24 ist schwach konisch ausgebildet.
Mit 34 ist ein Ventilkörper bezeichnet, dessen Form dem Ventilsitz 24 entspricht und welcher mit einem sich durch eine Haube 39, welche die Öffnung 22 abschliesst, erstreckenden Schaft 36 versehen ist. Die Bewegung des Schaftes 36 kann durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Membran oder durch eine andere bekannte Vorrichtung zur Regelung von Ventilen dieser Art geregelt werden.
Der topfförmige Ventilkörper 34 weist eine zylindrische Wand 38, einen mit einem zylindrischen Teil 42 von grösserem Durchmesser als der der zylindrischen Wand 38 versehenen Boden und eine konische Anlagefläche 44 auf, deren Durchmesser kleiner ist als die konische Innenwand 32 des Ventilsitzes 24 und welcher mit dieser konischen Innenwand 32 zusammenpasst. Am Übergang des zylindrischen Teiles 42 zur konischen Fläche 44. ist eine Schulter 46 und in geringem Abstand unterhalb dieser Schulter 46 befindet sich eine Nut 48, in welche ein O-Ring 50 eingelegt ist. Am Boden 40 ist eine kreisförmige Platte 52 angebracht. Zwischen dem Boden 40 und der Platte 52 ist eine sich entlang des Umfanges erstreckende Tasche 54 ausgebildet. Eine weitere Tasche 56 ist in der Schulter 46 ausgebildet. Die konische Anlagefläche 44 ist von einem elastischen Ring 58 von lippenförmigem bzw.
L-förmigem Querschnitt aus elastisch deformierbarem Material, wie beispielsweise Polyamid, Polytetrafluoräthylen oder einem andern ähnlichen Material mit einer nach innen vorspringenden Lippe'60 gebildet, welche den O-Ring 50 abdeckt. Der Oberteil des Ringes 58 ist in der Tasche 56 gelagert und die Lippe 60 in der Tasche 54. Sowohl der Oberteil als auch der Unterteil des L-förmigen Ringes werden durch die Taschen derart gehaltert, dass der Ring bei durchströmtem Ventil nicht verlagert wird.
Die Seiten des Ringes sind hiebei aber nicht festgeklemmt und es kann der von jeder der beiden Richtungen wirkende Druck in den hinter dem Ring 58 befindlichen Raum eindringen und auf den O-Ring 50 einwirken, so dass der O-Ring eine feste Dichtung gewährleistet (Fig. 2). Die Innenwand 62 der Tasche 56 kann aufgerauht oder mit Erhebungen versehen sein, so dass bei Wirksamwerden des Druckes gegen den Ring 58 der Druck den Ring 58 nicht in dichtende Anlage mit der Wand 62 bringt und so den Durchtritt des durch das Ventil strömenden Mediums zum O-Ring 50 verhindert. Da die Platte 52 nicht dicht am Boden 40 anliegt, ist es nicht notwendig, die obere Fläche der Tasche 54 aufzurauhen oder mit Erhebungen auszubilden. Diese Massnahme kann jedoch, falls erwünscht, zusätzlich getroffen werden.
Wie Fig. 2 zeigt, tritt, wenn der Ventilkörper 34 am Sitz 24 anliegt, das unter Druck in einer der beiden Richtungen strömende Medium in den Raum hinter dem Ring 58 ein und wirkt auf den O-Ring 50 ein, wodurch dieser Ring in denjenigen Teil seiner Nut verschoben wird, welcher in der Strömungsrichtung liegt. Wenn nun die Bewegung des Ringes durch die gegentiberliegende Wand aufgehalten wird, so vergrössert der Druck den wirksamen Durchmesser des O-Ringes, wodurch der elastische Ring 58 in innige Anlage an die Fläche 32 des Sitzes 24 gebracht wird und dort einen dichten Abschluss bildet. Wie Fig. 2 zeigt, schlägt die Schulter 46 am Oberteil des feststehenden Sitzes 24 an und begrenzt auf diese Weise die Bewegung des Ventilkörpers 34.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der Ring 58 keine Belastung zu tragen braucht und nur als Dichtorgan, nicht aber als Auflage dient. Durch diese Anordnung ist auch die Gefahr des Abzwickens des Ringes und der Verhinderung des Durchtrittes des strömenden Mediums zum O-Ring 50 vermieden. Im Falle, dass die durch den O-Ring 50 und den Ring 58 gebildete Abdichtung zerstört oder zerrissen wird, bildet die Berührungsfläche zwischen dem Anschlag 46 und der Oberseite des Sitzes 24 eine zweite Abdichtung.
Aus dem Obigen geht hervor, dass die erfindungsgemässe Abdichtung fUr alle Arten von Hubventile verwendet werden kann und dass sie eine sichere Abdichtung mit einem Minimum anKraftaufwendung auf den Ventilkörper gewährleistet. Obwohl auch andere Steigungen für die konischen Teile des Ventilkörpers und des Ventilsitzes verwendet werden können, ist es vorteilhaft, diesen. Teilen. eine möglichst ge-
<Desc/Clms Page number 3>
ringe Konizität zu geben, da die Dichtung beim Öffnen gegen den Strom versucht, so lange als möglich zu halten und da bei Verwendung einer geringen Konizität die Streckung des elastischen Ringes dementsprechend gering gehalten wird.
Der Vorteil einer geringen Konizität der Fläche 44 des Ventilkörpers 34 und des Sitzes 42 tritt noch mehr zutage, wenn die erfindungsgemässe Abdichtung bei einem entlasteten Regelventil, wie dem in Fig. 1 dargestellten, verwendet wird, und dieser Vorteil ist von besonderer Wichtigkeit. wenn die Strömung in beiden Richtungen erfolgt. Bei derartigen Ventilen ist es notwendig, die Aufsitzfläche zu entlasten, um ein Durchtreten von Flüssigkeit in einer der beiden Richtungen durch das Abheben des Ventilkörpers infolge von unausgeglichenem Druck zu vermeiden. Um dies zu erreichen, muss die Fläche des Entlastungszylinders so weit als möglich der Sitzfläche gleich sein, um die auftretenden einseitigen Belastungskräfte, welche einer Entlastung entgegenwirken, möglichst gering zu halten.
Die wirksame Fläche des Ventilschaftes und andere kleinere Veränderungen können mittels einer Feder 64 ausgeglichen werden, die auf diese Weise ausgleichbare Ungleichheit ist jedoch beschränkt.
Eine Schwierigkeit, welche der genauen Festlegung der Aufsitzfläche eines Ventils entgegensteht, besteht darin, dass das Ventil nicht jedesmal genau auf derselben Stelle aufsitzt. Es kann z. B., und dies ist auch bei der erfindungsgemässen Abdichtung möglich, die Abdichtung an irgendeinem Punkt entlang des Querschnittes des O-Ringes 50 erfolgen (Fig. 2), also an irgendeinem Punkt zwischen den beiden Punkten a und b. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Sitzfläche grösser, wenn das Ventil bei a abdichtet, als wenn es bei b abdichtet. Es wäre hiebei eine gerade verlaufende Fläche wünschenswert, aber in diesem Falle müssten alle Teile genau miteinander fluchten oder das Ventil würde sich fangen.
Ausserdem wurde hiedurch auch eine Gleitbewegung entlang der gesamten Breite des Sitzes entstehen.
Wenn aber nun eine schwache Konizität vorliegt, so hat man den Vorteil, dass diese Konizität als FUh- rung wirkt, dass die Gleitbewegung verringert wird und dass die Einhaltung praktisch ausfahrbarer Toleranzen möglich ist. Es hat sich eine Konizität von 50 als zweckmässig erwiesen. Es kann jedoch auch je nach Grösse, Druck und andern Umständen eine kleinere oder grössere Konizität angewendet werden. Bei einer Konizität von 50 beträgt eine Durchmesseränderung von je 0, 16 cm Tiefe ungefähr 0, 027 cm und bei grösserer Konizität ist die Änderung des Durchmessers entsprechend grösser. Die durch diese Durchmesseränderung entstandene Fläche muss nun entlastet werden.
Bei einem vierzölligen Ventil, dessen Sitz einen Innendurchmesser von 9, 375 cm aufweist, ergibt sich bei jeder Durchmesseränderung von 0, 027 cm
EMI3.1
faktor von 4, 57 kg pro cm2. Wie schon erwähnt, kann dieser Faktor mittels der Feder 64 ausgeglichen werden. Wenn aber nun dieser Ausgleichsfaktor zu gross ist, so wurde eine allzu grosse Feder erforderlich sein, was praktisch unmöglich ist. Es ist somit ersichtlich, dass die Konizität so klein als möglich gehalten werden soll.
Zur Entlastung des Ventiles 10 ist der Ventilkörper topfförmig ausgebildet und die Umfangsfläche 38 entspricht der Sitzfläche. Die zylindrische Wand 38 liegt in einem Zylinder 66, welcher von der Ventilhaube 39 gebildet wird. Im Oberteil der zylindrischen Wand 38 ist ein O-Ring 68 angeordnet, welcher eine Entlastungskammer abschliesst. Im Boden 40 des Ventilkörpers ist eine Vielzahl von Löchern 70 angeordnet, durch welche der Gegendruck in die Entlastungskammer eintreten kann. Bei Eintritt des Gegendruckes durch die Löcher 70 wird der Druck auf beiden Seiten des Ventilkörpers 34 gleich und es wird auf diese Weise der Tendenz des Ventilkörpers, sich unter Einfluss eines Gegendruckes von seinem Sitz abzuheben, entgegenwirkt. Das Ventil wird daher selbst bei Vorliegen eines Gegendruckes im Rohrsystem nicht undicht.
Die vorliegende Erfindung, welche sich auf eine neue O-ringförmige Dichtung bezieht, welche für Ventilkörper von Hubventilen verwendet werden kann, gewährleistet einen dichten Abschluss, ohne dass hiezu die Einwirkung von übermässig grossen Kräften auf den Ventilkörper erforderlich wäre.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene und in der Zeichnung dargestellte AusfUh- rungsbeispiel beschränkt, sondern kann in vielfacher Weise abgewandelt werden.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.