Ventil Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Ausbildung eines Ventils, das in Verbindung- mit beliebigen Gasen oder Flüs sigkeiten, insbesondere auch mit Druckluft; chemischen Stoffen und Nahrungsmitteln ver wendet werden kann.
Die bekannten Ventile für diesen Zweck besitzen üblicherweise einen sich gegen einen Ventilsitz legenden Ventilkörper, der mit einer Spindel verbunden ist und mittels eines Handgriffes oder eines Rades betätigt wer den kann. Eine derartige Spindel erfordert Dichtungsmittel dort, wo sie durch die Wan dung des Ventilgehäuses geht, um das Aus fliessen des Gases oder der Flüssigkeit durch die Fugen zu verhindern, die um diese Spin del herum unvermeidlich sind.
Die Stopfbüchsen, die im allgemeinen für diesen Zweck verwendet werden, sind einer dauernden Abnutzung unterworfen und er fordern daher eine ständige Beaufsichtigung und Reparatur, um sie stets in gutem Zustand zu erhalten. Besonders bei unter Druck ste henden Gasrohren verursachen bereits geringe Undiehtigkeiten erhebliche Verluste, und au sserdem besteht, die Gefahr eines Unfalles, falls es sich um. korrodierende, giftige und explodierende Gase handelt.
Man hat daher bereits verbesserte Ventile gebaut, die keine derartigen Stopfbüchsen be nötigen. Dies wurde dadurch erreicht, dass man die das Ventil betätigenden Mittel stän dig von dem Durchflussweg durch das Ventil- abtrennte, beispielsweise durch eine elastische Membran, die ein Fenster in einer Wand des Ventilgehäuses bildet. Zum Schliessen des Ventils wird die elastische Blende gegen einen Vorsprung auf der der Membran gegenüber liegenden Wand gedrückt.
Diese bekannten Ventile haben jedoch ver schiedene Nachteile. Wenn die durch das Ven til strömende Flüssigkeit einen verhältnis mässig hohen Druck hat, wird die Membran einem nach aussen gerichteten Druck unter worfen, der beim Schliessen des Ventils über wunden werden muss. Demzufolge muss eine erhebliche Kraft auf die Membran durch die Betätigungsmittel ausgeübt werden, und be reits bei mässigen Drucken ist es erforderlich, eine mit einem Gewinde versehene Spindel zu benutzen, so da.ss ein vollständiges Abschlie ssen des Ventils mehrere Drehungen der Spin del erfordert.
Ausserdem kann man die Mem bran nicht starr durch einfache Mittel auf der gesamten Fläche unterstützen, so dass Teile der Membran die Neigung haben aus zubeulen und zu brechen.
Um die ganze Membran gleichmässig abzu stützen, kann man einen abgeschlossenen Raum vorsehen, der der Membran überlagert ist und der mit einer geeigneten Flüssigkeit, wie z. B. Öl, Wasser oder dergleichen, gefüllt wird, wobei die Flüssigkeit im wesentlichen den gleichen Druck wie die durch das Ventil strömende Flüssigkeit haben soll. Um nun einen gleichmässigen Druck in diesem Raum unabhängig von der Stellung der Membran aufrechtzuerhalten, muss man einen Druck flüssigkeits-Vorratsbehälter vorsehen, der mit dem Raum in Verbindung steht.
Ausserdem müssen die Betätigungsorgane, die durch die Wand des über der Membran liegenden Rau mes gehen, durch eine Stopfbüchse abgedich tet werden, um zu gewährleisten, dass der Druck in dem Raum aufrechterhalten wird, so dass sich im Endergebnis kein Vorteil ge genüber den üblichen Absperrventilen ergibt.
Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues und brauchbares Ventil zu schaffen, das keine Stopfbüchsen benötigt und das leicht und unabhängig von dem Druck in dem Ventil betätigt werden kann.
Ein solches Ventil kann zweckmässig so gestaltet werden, dass es schnell und bequem geprüft werden kann, ohne dass das Ventil von dem Rohrsystem abgenommen werden müsste, und das, beispielsweise durch ver dünnte Salpetersäure oder ähnliche Stoffe, in fibereinstimmung mit den Forderungen der Lebensmittelindustrie gereinigt werden kann.
In der nachfolgenden Beschreibung sollen an Hand der Zeichnungen zwei Ausführungs beispiele der Erfindung näher erläutert wer den. In den Zeichnungen ist Fig.1 eine Seitenansicht eines Ventils, im wesentlichen entlang der Linie I-1 in Fig. 2 geschnitten, Fig. 2 eine Ansicht rechtwinklig zu der Fig. 1, im wesentlichen im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig.1. Fig. 3 eine Aufsicht,
im wesentlichen im Schnitt entlang der Linie III-III in. Fig.1. Fig.4 eine Aufsicht, im wesentlichen im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2, wobei die Betätigungsmittel eine andere Stel lung als in den Fig.1, 2 und 3 einnehmen, Fig. 5 eine Seitenansicht eines einzelnen Bauteils, Fig. 6 eine Aufsicht auf das in Fig. 5 dar gestellte Einzelteil, Fig.7 ein Teilschnitt durch eine Einstell vorrichtung,
Fig. 8 ein Schnitt durch eine andere Aus führungsform des erfindungsgemässen Ventils, Fig. 9 ein Teilschnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8 und Fig. 10 eine Seitenansicht eines Einzelteils im Schnitt entlang der Linie X-X in Fig. 9. In den Fig.1 bis 6 bedeutet 1. ein rohr- förmiges Ventilgehäuse mit Endteilen 2 und 3, die einen verkleinerten Querschnitt haben.
Das Gehäuse 1 ist an entgegengesetzten Sei ten mit Zufluss- bzw. Abflussöffnungen 4 und 5 versehen, deren Achsen im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse des rohrförmigen Ventilgehäuses 1 verlaufen. In der dargestell ten Ausführungsform sind die Endteile 2 und 3 mit vermindertem Querschnitt dadurch er zielt worden, dass die Umfangswand des Ge häuses 1 kugelig ausgebildet ist. Die Zufluss- und Abflussöffnungen 4 und 5 sind als Rohranschlüsse ausgebildet, die Innengewinde haben und mit Aussengewinde versehene Rohre (nicht dargestellt) aufnehmen können.
Ein rohrförmiger Hohlkörper, bestehend aus einer Hülse 6 aus elastischem Material, z. B. Gummi, erstreckt sich durch das bau chige Gehäuse 1, wobei die Randteile der Hülse 6 abgedichtet an den Endteilen 2 und 3 des Gehäuses befestigt sind. Die dichte Be festigung zwischen diesen Teilen wird durch abgeschrägte Ringe 7 und 8 herbeigeführt, die die Randteile der Hülse 6 gegen glatte konische, ringförmige Innenflächen der im Querschnitt verminderten Endteile 2 und 3 drücken. Die abgeschrägten Ringe 7 und 8 werden mittels Abdeckplatten 9 und 10 in ihrer Lage gehalten, während die Abdeckplat- ten durch Schrauben 11 am Gehäuse 1 be festigt sind.
Wie man in Fig. 3 erkennt, er gibt sieh auf diese Weise ein ringförmiger Durchflussweg 12 zwischen den beiden öff- nungen 4 und 5. Die innere Mündung der einen Öffnung 4 ist als ringförmiger Sitz 13 ausgebildet, und dies zu einem nachstehend beschriebenen Zwecke.
Überdies sind die. Abdeekplatten 9 und 1.0 mit nach innen vorspringenden Naben 14 und 15 ausgestattet, die mit übereinstimmender Achse durchbohrt sind und in diesen Bohrun- gen die Enden einer gekröpften Welle 16 auf nehmen, die sich durch die Hülse 6 hindurch erstreckt.
Die Mittelachse dieser Bohrungen schnei det die Achse der Zufluss- und Abflussöffnun- gen 5 und 4 und liegt exzentrisch zu der Mit- teiachse der Hülse 6, und zwar derart, dass in der normalen Offenstellung die Achse des mittleren exzentrischen Abschnittes 16' der gekröpften Welle 16 mit der Mittelachse der Hülse 6 zusammenfällt. Das Oberendteil der gekröpften Welle 16 ragt durch die Abdeck- platte 9, und ein.
Handgriff 17 ist auf diesem Endteil angebracht.
Ein zylindrisches Führungsteil 18 mit einem Längsschlitz 19 ist um den mittleren exzentrischen Abschnitt 16 der gekröpften Welle 16 aufgeschoben. Ausserdem sind die Endflächen des Führungsteils 18 mit, seit lichen Einschnitten 20 und 21 versehen, die senkrecht zu dem Schlitz 19 eingeschnitten sind. Das Führungsteil 18 ist, so ausgebildet, dass es gleitend zwischen die einander gegen überliegenden innern Endflächen der Naben- ansitze 14 und 15 passt.
Die Nabenansätze 14 und 15 haben axial vorspringende Flansche 22 und 23, die in die seitlichen Einschnitte 20 und 21 in dem Führungsteil 18 passen.
Es sei bemerkt, dass die Seitenflächen der Flansche 22 und 23, die in das Führungsteil 18 eingreifen, sieh parallel zu der Achse der 7ufluss- bzw. Abflussöffnungen 4 und 5 er strecken. Der Grund für diese Anordnung geht aus der folgenden Erläuterung hervor: Ein kugelförmiges Teil 24 mit einer Längs bohrung passt frei drehbar auf das zylin drische Führungsteil 18, während die Rand teile des kugelförmigen Teils 24 gleitend an den Endflächen der axial vorspringenden Flansche 2I2' und ''w anliegen, so dass das kugel förmige Teil 24 stets seine gegen die Öffnun gen 4 und 5 ausgerichtete Lage beibehält.
Vorzugsweise wird der Durchmesser des kugelförmigen Teils 24 dem Innendurchmesser der Hülse 6 im wesentlichen gleich gemacht.
Es kommt darauf an, dass die Abmessun gen der verschiedenen Teile so getroffen sind, dass, wenn die gekröpfte Welle 16 mittels ihres Handgriffes 17 um 180 von der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung aus ge dreht wird, das kugelförmige Teil 24 die Wand der elastischen Hülse 6 gegen den Sitz 13 drückt, so dass ein dichter Verschluss der Öffnungen erreicht wird und die Strömung durch das Ventil unterbunden ist.
Die Praxis hat gezeigt, dass sich diese Be dingungen befriedigend erfüllen lassen. Aber da der rohrförmige Körper oder die Hülse 6 eine verschiedene Dicke haben kann, ist es unter Umständen erforderlich, Mittel vorzu sehen, die eine Einstellung des Abstandes der Achse der gekröpften Welle 16 von dem Sitz 13 gestatten. .
Gemäss Fig. 7, die einen Teilschnitt durch eine an dem Gehäuse 1 befestigte Abdeckplatte 9 zeigt, bestehen diese Einstellmittel aus je einer kleinen Scheibe 25, die in entsprechende Öffnungen der Abdeckplatten 9 und 1.0 ein gelassen sind. Die Scheiben 25 sind exzen trisch drehbar in dem Gehäuse 1 mittels Stiften 26 gelagert, die mit den Scheiben 25 ein einheitliches Teil bilden. Vorteilhafter weise sind die schmalen Scheiben 25 und die für die Aufnahme der Scheiben dienenden Öffnungen nach aussen konvergierend aus gebildet, wodurch sie in der Abdeckplatte festgehalten werden.
Um die Lage der Abdeckplatte 9, 10 und der gekröpften Welle 16 in bezug auf das Gehäuse 1 einzustellen, werden die Schrau ben 11 gelockert und die Scheiben mittels eines Schraubenziehers, der in Schlitze in den Scheiben 25 eingreift, um einen bestimmten Winkel gedreht. Durch diese Drehung kön nen die Abdeckplatten 9 und 10 um ein ge wünschtes Stück gegen den Sitz 13 verscho ben werden, worauf die Schrauben 11 wieder angezogen werden können. Selbstverständlich müssen hierbei die Öffnungen in der Abdeck- platte für die Schrauben 11 gross genug sein, um die Bewegung der Abdeckplatten zu er möglichen.
Die Wirkungsweise des Ventils ist folgen dermassen In den Fig.1, 2 und 3 ist angenommen, dass das Ventil seine normale Offenstellung annimmt, wenn die Hülse 6 eine konzentrisehe Lage in bezug auf das umgebende Gehäuse 1 bat. Wenn das Ventil abgesperrt werden soll, wird der Handgriff 17 in Fig.3 im Sinne des Irrzeigers gedreht.
Bei dieser Bewegung gleitet der exzentrische Mittelabschnitt der gekröpften Welle 16, der in den Schlitz 19 des Führungsteils 18 eingreift, radial nach aussen, während die Einschnitte 20 und 21 in den Endfläehen des Führungsteils <B>1,q</B> eine Drehung des Teils 18 verhindern.
Während die gekröpfte Welle 16 mittels des I-IandgTif- fes 17 gedreht wird, erfahren das Führungs teil, 18 und das dieses umgebende kugelförmige Teil 24 vermittels der Flansche 22 und 23 eine im wesentlichen translatorisclie Versehie- bung in Richtung auf den Sitz 13, wie man am besten der Fig. 4 entnehmen kann.
Nenn der Handgriff 17 um 180 aus seiner Aus gangslage heraus, die in Fig. 1 gezeigt ist, ge dreht worden und die Hülse 6 dicht an den Sitz 13 anliegend gepresst ist, wird eine wei tere Bewegung des Handgriffes 17 durch die innere Seitenfläche der Flansche 22 und 23 verhindert, da der exzentrische Mittelab schnitt 16' der gekröpften Welle 16 gegen diese Flansche stösst.
Dies ist in der Praxis von grosser Wichtigkeit, da festgestellt wer den musste, dass das Bedienungspersonal beim Betätigen von Ventilen mit elastischem Dich tungsmaterial die Betätigungsmittel im allge meinen so stark, wie es nur kann, anzieht und dabei die Dichtungsmittel innerhalb kurzer Zeit zerstört, weil die elastischen Mittel im allgemeinen durch die übermässige Kraft, die daran ausgeübt wird, zerdrückt werden. Bei dem erfindungsgemäss ausgebildeten Ventil ist das nicht möglich, selbst wenn keine beson deren Anschläge vorhanden sind.
Dadurch wird die Einstellung eines vorgegebenen Dich- tLin-sdruckes ermöglicht, der bei der Betäti gung des Ventils nicht überschritten werden kann, so dass sich eine grösstmögliche Lebens dauer des elastischen Teils ergibt.
Es möge noch darauf hingewiesen werden, dass es nicht unbedingt erforderlich ist, eine translatorische Verschiebung des kugelförmi gen Teils 24 entlang seines ganzen Verschie- bungsweges herbeizuführen, obwohl dies am vorteilhaftesten ist. Daher braucht bei den in den Fig.l bis 6 dargestellten Ausführungs formen die Tiefe des Schlitzes 19 nicht der Kröpfung A der W elle 16 zu entsprechen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.
Wenn die Kröp- fung _1 der Welle 16 grösser ist als die Tiefe des Schlitzes 19 in einer Mittelstellung der Welle, wird offenbar das Führungsteil 18 in einer Mittelstellung zeitweise von den Füh rungsflächen an den Naben 14 und 15 weg bewegt werden. Dieser Zustand bedeutet je doch keinen Nachteil, vorausgesetzt, dass das Führungsteil 18 mit dem es umgebenden kugelförmigen Teil 24 ihre translatorische Be wegung wieder aufnehmen, bevor die Hülse 6 den Sitz 13 berührt.
Wenn die Betätigungsmittel aus einem Ex zenter 27 bestehen, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, wird die Hülse 6 einem übermässigen Druck unterworfen, wenn der am meisten vor springende Teil des kugelförmigen Teils 24 über die entsprechende Kante des Sitzes 28 in Fig. 8 gleitet. Dies ist jedoch nicht schäd lich, wenn die Wand der elastischen Hülse 6 aus genügend dickem Material besteht, so dass sie diesen übermässigen Druck ohne Schaden aufnehmen kann. Dieser Nachteil tritt jedoch nur bei Ventilen einer bestimmten Grösse auf, z.
B. für 1-Zoll-Rohre, besteht aber praktisch nicht für Ventile, die für Rohre mit einem Durchmesser von weniger als 1/2 Zoll bestimmt sind.
Die in den Fig.8, 9 und 10 dargestellte zweite Ausführungsform besteht aus einem Gehäuse 29, das auf entgegengesetzten Seiten Zufluss- bnv. Abflussöffnungen 30 und 31 hat, an die mit Innengewinde versehene Rohre angeschlossen werden können. Es sei darauf hingewiesen, dass, im Gegensatz zu Fig.1, wo die zii schliessende Öffnung auf der linken Seite liegt, die entsprechend zu verschliessende Öffnung 30 in Fig. 8 auf der rechten Seite sich befindet.
Darüber hinaus ist die Öffnung 30 in einem einstellbaren Anschlussstück 32 angeordnet, wodurch eine Einstellung des Dichtungsdruckes ermöglicht wird. Das innere Ende des Einstelldruckes ist senkrecht abge- schnitten und bildet einen Sitz 28. Das untere Ende des Gehäuses 29 ist entsprechend der Fig. 8 geschlossen, während sein oberes Ende offen ist und eine abnehmbare Einheit 33 aufnehmen kann.
Diese Einheit 33 enthält einen elastischen Körper 34, der in das Ge häuse 29 hineinragt und einen Raum zwi- sehen sich und dem Gehäuse 29 frei lässt, wo dureh ein Durehflussweg zwisehen den Öff nungen 30 und 31 entsteht.
Zu dieser Ein heit gehört auch eine Platte 35 mit radialen Plansehen 36, die in Randteile des Gehäuses ein-reifen. Ein mit Gewinde versehener über- wurfring 37 mit einer griffigen Rändelung 38 ist auf einem am Gehäuse 29 angebrachten Ansatz aufgesehraubt und hält, dadurch die Platte 35 fest. Das eine Ende eines joehför- migen Rahmens 39 mit konisehen seheibenför- mi-en Endstücken 40 und 41 ist an der Platte 3.5 mit Sehrauben 42 befestigt.
Die Platte 35 besitzt, ausserdem einen naeh innen ragenden konisehen Flanseh 43, der die elastische Hülse 34 diehtend zwischen sieh und dem scheiben förmigen Teil 40 des Rahmens 39 festhält. Das andere Ende der elastisehen Hülse 34 ist zwisehen dem untern seheibenförmigen Teil 41. des Rahmens 39 und einem schalenförmi- nen Teil 44 festgeklemmt. Das sehalenförmige Teil 44 ist durch Schrauben 45 an dem schei benförmigen Teil 41 des Rahmens befestigt.
Der Boden des Gehäuses 29 ist vorteilhaf- terweise so geformt, dass er das schalenförmige Teil 44 in radialer Richtung festhält. Bevor die Hülse 34 befestigt wird, wird ein kugel förmiges Teil 46, von dem ein Sektor fort- gesehnitten ist, um Raum für den mittleren Absehnitt des Rahmens 39 zu schaffen, zwi- sehen die scheibenförmigen Endteile 40 und 41. des Rahmens 39 eingeschoben.
Das kugel förmige Teil 46 umsehliesst einen Zylinder 47, der eine exzentrische Längsbohrung hat und eine Welle 48 aufnimmt, die in den scheiben förmigen Teilen 40 und 41 und in der Platte 35 drehbar gelagert ist. Vorteilhafterweise hat der Teil der Welle 48, der in dem Zylinder 47 liegt., eine Nut, um eine sichere Verbindung zwisehen sieh und dem Zylinder 47 naeh dem Zusammenbau zu gewährleisten.
Offensichtlich hat die zweite Ausfüh rungsform gemäss den Fig. 8, 9 und 10 beson dere Vorzüge für die Anwendung in der Le bensmittelindustrie und in der chemischen, sowie ähnliche Zwecke, und zwar deshalb, weil die Einheit 33 einschliesslich der Betätig-Luigs- mittel auf einfachste Weise abgenommen wer den kann, indem der überwurfsring 37 mit der Hand und ohne Anwendung irgendeines Werkzeuges abgeschraubt wird, worauf das Innere des Ventilgehäuses 29 für eine Durch sicht und für die Reinigung frei zugänglich ist.
Nachdem die Einheit 33 herausgenommen worden ist, kann eine Abdeckplatte über die Öffnung des Gehäuses 29 befestigt werden, worauf man das Rohrsystem durch einen Strom verdünnter Salpetersäure oder ähn- lieher Stoffe reinigen kann. Da die Einheit 33 vollständig geschlossen ist, kann sie in der Zwischenzeit auf normalem Wege sterilisiert werden.
Es ist offensichtlich, dass viele Änderun gen hinsichtlich Form, Abmessung und An ordnung der, einzelnen Teile am Erfindungs gegenstand möglich sind, ohne den Grund gedanken der Erfindung zu verlassen. Die Figuren zeigen nur besonders günstige _Aus- führungsforanen der Erfindung. So ist es bei spielsweise möglich, den elastischen Hohlkör per 6 an seinen Rändern mit dem Gehäuse durch Vulkanisieren zu verbinden, oder der Hohlkörper 6 kann auch ein einheitliches Teil mit dem ihn umgebenden Gehäuse bilden, wenn letzteres aus natürlichem oder künst lichem Gummi besteht. In ähnlicher Weise ist es nicht erforderlich, dass der Hohlkör per 6 sich durch das ganze Gehäuse erstreckt, er kann vielmehr an seinem untern Ende ver schlossen sein und den Boden des Gehäuses nicht berühren.