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Halterung von Dichtplatten in Abschlussorganen von
Absperrschiebern od. dgl.
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mit 12 das Abschlussorgan, welches die Dichtplatte 11 trägt. Hiebei ist der Sitz 10 am Ende eines Leitungsstückes 13 ausgeführt, dessen Innendurchmesser mit zip bezeichnet ist. Der Sitz ist hier kegelig ausgebildet, er könnte aber auch kugelig sein und dient als Auflage für eine äussere Kugelzone 14 der Dichtplatte 11. Das Abschlussorgan ist beweglich zwischen einer oder mehreren Stellungen, in denen die Zone 14 der Dichtplatte 11 von dem Sitz 10 entfernt ist, und einer Schliessstellung, in der die Zone 14 der Dichtplatte 11 auf dem Sitz 10 aufliegt.
Bei dem Beispiel nach der Fig. 1 weist das Abschlussorgan 12 einen zentralen Durchlass mit dem gleichen Durchmesser auf wie die Leitung 13 und liegt mit dieser bei ganz geöffnetem Schieber in einer Linie. Das Abschlussorgan 12 kann beispielsweise drehbar montiert werden, wobei die Drehung um eine Achse Z erfolgt, die rechtwinklig zur Ebene der Fig. 1 verläuft, u. zw. um einen Winkel von 900 zwischen der dargestellten Stellung und der Öffnungsstellung entsprechend dem Pfeil F. Um von der dargestellten Stellung in die Schliessstellung zu gelangen, muss das Abschlussorgan eine kleine Verschiebung a parallel. zur Achse der Leitung 13 vollführen. Für die Betätigung des Abschlussorganes 12 zwischen der Öffnungsstellung und der Schliessstellung kann ein beliebiges Hilfsmittel vorgesehen werden.
Erfindungsgemäss besteht die Halterung der Dichtplatte 11 auf dem Abschlussorgan 12 aus einem Gelenk, gebildet aus dem Rand 16 der Dichtplatte und einer Ausnehmung 17 in einem Teller des Abschlussorganes 12. Der Mittelpunkt des ersten Gelenkes liegt In 0 in Richtung auf den Sitz 10 hin und sein Radius ist R. Ein zweites Gelenk mit dem Radius r bildet eine entgegengesetzte Halterung durch ein Lager 18 in der Dichtplatte 11 und ein Gegenlager 19 in dem Abschlussorgan 12. Der Mittelpunkt des zweiten Gelenkes liegt wieder in 0. Die beiden Gelenke 16,17 und 18,19 bilden eine Führung ohne Spiel der Dichtplatte 11 gegenüber dem Abschlussorgan 12 bei jeder Kippbewegung rund um diesen gemeinsamen Mittelpunkt 0.
Das erste Gelenk ergibt zwischen dem Rand 16 und der Ausnehmung 17 eine Berührung auf einer Kreislinie, die in der Ebene H-H'liegt, welche stets die gleiche Lage beibehält (s. Fig. 1 und 2). Das zweite Gelenk 18,19 der Dichtplatte 11 liegt zentral und bildet den Teil einer Kugelfläche, deren Radius r vom gleichen Mittelpunkt 0 aus kleiner ist als R. Das Lager 18 wird durch den Kopf 20 eines Gewindeteiles gebildet, dessen Schaft 21 in eine Gewindebohrung 22 in der Dichtplatte 11 derart eingeschraubt ist, dass einmal die Teile 11 und 12 lösbar zusammengehalten sind und zum andern der Lagerdruck in den Gelenken 16,17 und 18,19 mit sanfter Reibung ohne Spiel eingestellt werden kann. Nach erfolgter Einstellung wird der Schraubenkopf 20 in der Dichtplatte 11 durch einen Stift 20a oder irgendeine andere Sicherung festgehalten.
Das zweite Gegenlager 19 des Abschlussorganes 12, welches mit dem Lager 18 in Eingriff steht, ist kugelig mit einem Radius r vom Mittelpunkt 0 aus und wird durch einen Ring 23 gebildet, welcher in dem Abschlussorgan 12 eingebettet ist. Der gemeinsame Mittelpunkt wird oberhalb der Berührungslinie HH* zwischen dem Lager 16 und dem entsprechenden Gegenlager 17 gewählt.
Vorteilhaft kann man den Mittelpunkt 0 an der in der Fig. 1 dargestellten Stelle vorsehen, d. h. am Scheitelpunkt der Kugelfläche der Dichtplatte 11. Diese Anordnung ist jedoch nicht unbedingt erforder - lich. Um eine einwandfreie Funktion zu erhalten ist es zweckmässig, den Mittelpunkt 0 so zu wählen, dass
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vermeidet, dass die Krümmung des zentralen Gelenkes 18,19 zu flach wird. Diese Bedingung wird erfüllt, wenn der Mittelpunkt 0 oberhalb der Linie HH-'liegt. Die erfindungsgemässe Halterung der Dichtplatte mit seinem Doppelgelenk 16,17 und 18,19 ermöglicht der Dichtplatte 11 in allen Ebenen zu schwingen, so dass sie sich auf dem konischen Sitz 10 im Schiebergehäuse ohne axiales Spiel oder irgendwelche schädliche Reibung selbst zentriert.
Bei jedem Schliessen findet die Dichtplatte 11 einen Berührungskreis mit dem Sitz 10, wodurch die Konstruktion von einem eventuellen Spiel bei der Herstellung unabhängig ist.
Neben weiteren Vorteilen ermöglichen diese Anordnungen ebenfalls : Das Schlagen der Dichtplatte bei einer Betätigung unter Belastung zu vermeiden ; die Betätigung der Dichtplatte von der Druckrichtung unabhängig zu machen ; der Dichtplatte eine gute Führung zu erteilen auf Grund ihrer Auflage mit ihrem Umfang auf dem Abschlussorgan.
Ausserdem verläuft ein Schliessen des Ventils selbst dann ausgezeichnet, wenn die Annäherung des Abschlussorganes 12 auf den Sitz 10 hin nicht in der Achse dieses Sitzes 10 erfolgt. Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich, ermöglicht die Halterung mit dem Doppelgelenk 16,17 und 18,19 jeden Richtungsfehler auszugleichen, welcher in diesem Falle sowohl winkelmässig um den Winkel ss, wie linear um das Stück b vorliegen kann. Im Augenblick des endgültigen Kontaktes beim Schliessen gelangt der Mittelpunkt C der äusseren Kugelform der Dichtplatte auf die Mittellinie der Rohrleitung, die durch den Scheitelpunkt D des Konus des Sitzes 10 geht.
Zur Verdeutlichung sind in Fig. 2 die Fehler übertrieben
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worden, um die Möglichkeit der Selbstzentrierung des Verschlussteiles selbst unter den schwierigsten Bedingungen klar hervortreten zu lassen. Aus dem gleichen Grunde und um die Zeichnung klarer hervortreten zu lassen, wurde in den Fig. 1 und 2 weniger Wert gelegt auf eine fabrikatorisch richtige Abmessung der einzelnen Elemente als auf eine klare schematische Darstellung.
Demgegenüber zeigen die folgenden Fig. 3 - 9 die Anwendungen der Erfindung bei verschiedenen Arten von Absperrschiebern bzw. Ventilen in industriemässigen Ausführungen.
In der Fig. 3 ist die Grundkonzeption die gleiche wie in der Fig. l, jedoch ist hier das Gegenlager 17, welches das kugelige Lager 16 der Dichtplatte 11 aufnimmt, in einem Einsatz 24 eingearbeitet, welcher mit Schrauben 25 auf dem Abschlussorgan 12 festgeschraubt ist. Das zweite Gegenlager 19, welches stets zentral liegt, ist hier in den Kopf einer Schraube 27 eingearbeitet, die mit dem Gewindeschaft 28 in den
Einsatz 24 eingeschraubt ist. Das Lager 18, welches auf dem Gegenlager 19 aufliegt, ist in einen Ring 29 eingearbeitet, der in eine Gewindebohrung 30 in der Dichtplatte 11 eingeschraubt und gesichert ist. Die
Anordnung nach dieser Figur hat den Vorteil, dass für das Doppelgelenk je nach Wunsch oder Erfordernis der Praxis ein passendes Metall ausgewählt werden kann.
So kann beispielsweise das Abschlussorgan 12 aus
Messing sein und die Platte 24 sowie die Dichtplatte 11 aus rostfreiem Stahl oder aus Bronze oder irgend- einem andern Metall.
Die Anordnung der Teile der Fig. 3 kann auch derart ausgeführt sein, dass kein Einsatz 24 vorgesehen ist, beispielsweise in der Art, wie es die Fig. 6 - 9 zeigen.
In Fig. 4 ist die Anwendung der Erfindung bei einem sogenannten Kugelventil mit einer Viertel- drehung dargestellt. Das Gehäuse des Ventils ist mit 31 bezeichnet, die Leitung wieder mit 13 und der
Ventilsitz mit 10, der hier als Ring ausgebildet ist, welcher aus plastischem Material wie"TEFLON"oder einem andern Material mit geringem Reibungskoeffizienten besteht und in die Wandung der Leitung ein- gebettet ist. Die Bezugsziffern für die übrigen Elemente sind die gleichen wie in den vorhergehenden
Figuren. Die Betätigung des Abschlussorganes kann derart durchgeführt werden, dass bei einer einfachen Drehung eine Annäherung an den Sitz 10 erfolgt.
Die Betätigung des Abschlussorganes 12 kann auch derart durchgeführt werden, dass die Annäherung der Dichtplatte 11 zum Sitz unabhängig von der Drehbewegung des Abschlussorganes erfolgt, wobei das Doppelgelenk 16,17 und 18,19 es gestattet, auf einen Belag auf dem Sitz 10 zu verzichten. Das Doppelgelenk 16,17 und 18, 19 ist vor allem angezeigt für Schieber oder Ventile in der Art, wie sie Fig. 4 zeigt, die somit den Druck in beiden Richtungen aufnehmen können und deren Öffnung durch die Tatsache erleichtert wird, dass jedes axiale Spiel fortfällt und die Dichtplatte 11 über das Gelenk 16,17 gut auf dem Abschlussorgan 12 aufliegt.
Die Fig. 5 zeigt die Anwendung des Doppelgelenkes 16,17 und 18,19 bei einem Absperrschieber oder Ventil mit gerade liegendem Ventilsitz und die Fig. 6 bei einem Ventil mit schräg liegendem Ventilsitz. In beiden Fällen ist das Abschlussorgan 12, in dem die konische Bohrung 17 den Lagerteil 16 aufnimmt, nur bei einer Verschiebung der Ventilspindel in Richtung des Pfeiles F'mit diesem verbunden und nicht bei einer Drehung dieser Spindel 32, wobei die Verbindung durch die beiden Halbringe 33 gewährleistet wird. Bei diesen Ausführungen ist trotz eines Spieles oder einer aussermittigen Lage der Spindel durch deren Abnutzung eine unbedingte Dichtheit gewährleistet. Der Ventilsitz kann wie in der Fig. 5 im Gehäuse des Ventils vorgesehen sein oder auch in der Ausführung eingebaut werden, wie es die Fig. 6 zeigt.
Die Fig. 7 zeigt die Anwendung der Erfindung einer Dichtplatte 11 mit Doppelgelenk 16,17 und 18,19 bei einem horizontal liegenden Klappenventil. Die Abdichtung dieses Ventils erfolgt unabhängig von dem Spiel der Spindel 34 in ihrer Führung 35.
Die Fig. 8 zeigt ebenfalls die Anwendung der Erfindung eines Abschlussorganes 12 mit Doppelgelenk 16,17 und 18,19 bei einem Klappenventil, jedoch mit schwenkbarem Abschlussorgan. Wie bei der Fig. 7 ergeben sich durch die hohe ArbeitsfolgedieserVentilartenAbnutzungen in ihren Führungen oder Befestigungen. Durch die Dichtplatte mit Doppelgelenk bleiben diese Abnutzungserscheinungen, wie beispielsweise an der Achse 36 ohne Auswirkung auf die Abdichtung, da die Selbstzentrierung stets gewährleistet bleibt.
In der Fig. 9 ist ein Klappenventil mit einer Dichtplatte 11 mit Doppelgelenk 16,17 und 18,19 und Schliessbetätigung in zwei Stufen dargestellt. Die Anordnung des Doppelgelenkes 16,17 und 18,19 geht klar aus der Fig. 9 hervor, in welcher die Dichtplatte 11 mit einem eingesetzten Dichtring 37 zu sehen ist. Diese Dichtplatte 11 ruht mit ihrem äusseren Gelenklager 16 in der konischen Bohrung 17, welche in das Abschlussorgan 12 eingearbeitet ist, welches in 38 drehbar gelagert ist. Die zentralen Lagerstellen 18 und 19 liegen aufeinander auf und die sanfte Reibung für die Regulierung wird durch entsprechendes Anziehen der Schraube 27 erzielt, die mit dem Gewindeschaft 28 in das Abschlussorgan 12 eingeschraubt ist.
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Aus dieser Figur ist auch zu ersehen, dass die Wahl des Mittelpunktes 0 ein gutes Zusammenwirken der beiden Gelenke 16,17 und 18,19 gewährleistet und dass dieser Mittelpunkt sich unter dem Scheitelpunkt der Kugelfläche der Dichtplatte 11 befindet. Um eine Drehung des zusammengefassten Abschlussorganes 12 und der Dichtplatte 11 in dem Schiebergehäuse 31 zu ermöglichen, ist die Konizität des Sitzes 10 für Dichtplatte 11 wesentlich steiler. als bei den Anwendungen in den Fig. 1 und 3. Die Schliessbetätigung in zwei Stufen nach der Fig. 9 kann folgendermassen durchgeführt werden : In der Stufe 1 bleiben die Drehlager 39 unbeweglich und die Drehlager 38 drehen sich gemeinsam um 900, wodurch die Dichtplatte 11 gegenüber ihrem Sitz 10 gelangt.
In der Stufe 2 bleiben die Drehlager 38 in der eingenommenen Winkelstellung stehen, während die Drehlager 39 sich gleichzeitig drehen. Die Bohrungen der Drehlager 38 und 39 liegen exzentrisch, so dass die Verdrehung von 39 in der Stufe 2 die Teile 38,12 und 11 einander nähert und die Dichtplatte 11 auf ihren Sitz 10 drückt. Wie in den vorhergehenden Fällen ermöglicht das Doppelgelenk 16,17 und 18,19 ein Schliessen des Ventils, ohne dass zwischen Dichtplatte 11 und ihrem Sitz 10 irgendwelche Reibungen auftreten, wodurch eine ausgezeichnete und dauerhafte Abdichtung gewährleistet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Halterung von Dichtplatten in Abschlussorganen von Absperrschiebern od. dgl. mit zwei Kugelgelenken, die in entgegengesetztem Sinne wirken, einen gemeinsamen Mittelpunkt und verschiedene Radien besitzen, wobei das Abschlussorgan eine Ausnehmung zur Aufnahme der Dichtplatte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (16,17) mit grossem Radius (R) eine Halterung für die Dichtplatte (11) in Richtung des Abschlussorganes (12) bildet und aus dem Rand (16) der Dichtplatte (11) sowie der diesen umfassenden Innenflanke der Ausnehmung (17) in einem Teller des Abschlussorganes (12) besteht, während das Gelenk (18,19) mit kleinem Radius (r) eine Halterung in entgegengesetztem Sinne bewirkt, wobei die entgegengesetzten Halterungen mit leichter Reibung ohne Spiel durch Verschrauben mittels eines Gewindeteiles (20,27) eingestellt sind,
welcher einen der Träger des Gelenkes (18,19) mit kleinem Radius (r) bildet und wobei der gemeinsame Mittelpunkt (0) der beiden Gelenke (16,17 und 18,19) vor der ringförmigenGegenfläche (14) der Dichtplatte (11) liegt, mit der die Dichtplatte (11) auf dem Sitz (10) anliegt.