DE102014004668A1 - Ventil - Google Patents

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DE102014004668A1
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Jasmin Fehrenbacher
Markus Dreher
Michael Kanthack
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Festo SE and Co KG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00Spindle sealings
    • F16K41/02Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings
    • F16K41/08Spindle sealings with stuffing-box ; Sealing rings with at least one ring provided with axially-protruding peripheral closing-lip

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einem Ventil, mit einem von Prozessmedium durchströmbaren Ventilgehäuse (12), in dem ein eine Durchströmöffnung (16) umgebender Ventilsitz (17) angeordnet ist, dem ein an einer Spindel (19) angeordnetes Ventilglied (18) derart zugeordnet ist, dass das Ventilglied (18) mittels eines Stellhubs der Spindel (19) zwischen einer Absperrstellung, in der das Ventilglied (18) prozessmediumdicht dichtend am Ventilsitz (17) anliegt, und einer Offenstellung, in der das Ventilglied (18) vom Ventilsitz (17) abgehoben ist, bewegbar ist, und wobei am Ventilgehäuse (12) eine Schnittstelle (28) zur Ankopplung einer den Stellhub der Spindel (19) erzeugenden Antriebseinheit angeordnet ist, und wobei im Ventilgehäuse (12) eine von der Spindel (19) durchgriffene Dichtungseinrichtung (38) aufgenommen ist, die eine mittels Federmitteln vorgespannte unter Abdichtung an die Spindel (19) anliegende Dichtungsmittel umfassende Dichtungsanordnung (39) aufweist, weisen die Dichtungsmittel wenigstens einen als Dichtlippe ausgebildeten reibschlüssig in Anlage zur Spindel (19) befindlichen Abstreifer (70) auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere Prozessventil, mit einem von Prozessmedium durchströmbaren Ventilgehäuse, dem ein eine Durchströmöffnung umgebender Ventilsitz angeordnet ist, dem ein an einer Spindel angeordnetes Ventilglied mittels eines Stellhubs der Spindel zwischen einer Absperrstellung, in der das Ventilglied prozessmediumdicht dichtend am Ventilsitz anliegt und einer Offenstellung, in der das Ventilglied vom Ventilsitz abgehoben ist, bewegbar ist, und wobei im Ventilgehäuse eine von der Spindel durchgriffene Dichtungseinrichtung aufgenommen ist, die eine mittels Federmitteln vorgespannte unter Abdichtung an die Spindel anliegende Dichtungsmittel umfassende Dichtungsanordnung aufweist.
  • Ein Ventil dieser Art ist beispielsweise aus der EP 2 110 585 A1 bekannt. Das dort offenbarte sogenannte Schrägsitz-Ventil besitzt ein Ventilgehäuse, das von Prozessmedium durchströmbar ist. Im Ventilgehäuse ist ein Ventilsitz ausgebildet, der eine Durchströmöffnung begrenzt. Dem Ventilsitz ist ein Dichtglied zugeordnet, das von einer Spindel getragen wird, die ihrerseits über einen pneumatischen Stellantrieb linear beweglich angetrieben ist, wodurch die Durchströmöffnung durch das Dichtglied wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann. Charakteristisch für solche Schrägsitz-Ventile ist, dass die durch den Ventilsitz aufgespannte Ventilsitzfläche schräg zur Strömungsrichtung des Prozessmediums ausgerichtet ist. Dies hat zur Folge, dass auch die Ausrichtung der Spindel schräg zur Strömungsrichtung des Prozessmediums verläuft und der Stellhub entsprechend schräg ausgerichtet ist. Bei dem vorerwähnten Stand der Technik ist am Ventilgehäuse eine Schnittstelle ausgebildet, die zur Ankopplung der pneumatischen Antriebseinheit dient. Hierzu ist ein Rohr vorgesehen, das in einem schräg vom Rest des Ventilgehäuses abragenden Stutzen eingeschraubt ist. Das Rohr ist Bestandteil des pneumatischen Stellantriebs, da an dem Rohr-Ende, das dem in das Ventilgehäuse eingeschraubten Rohr-Ende entgegengesetzt ist, der Zylinder des pneumatischen Stellantriebs befestigt ist. Das Rohr dient zur Aufnahme einer Dichtungseinrichtung, die eine Dichtungsanordnung in Form eines Dachmanschettenpakets aufweist, das über eine ebenfalls im Rohr befindliche Feder vorgespannt ist.
  • Die Dachmanschetten sorgen für eine Abdichtung von innen nach außen, d. h. verhindert, dass Prozessmedium zwischen Außenumfang der Spindel und Innenumfang der von der Spindel durchsetzten Spindelöffnung nach außen gelangen kann. Die Dachmanschetten des Dachmanschettenpakets bestehen in der Regel aus gummielastischem Material, das sich durch die Federkraft der Feder radial aufweitet und dann reibschlüssig an die Spindel gedrückt wird. Es besteht jedoch auch der Bedarf, neben der Abdichtung des Spindeldurchgangs Verunreinigungen und Schmutz, die an der Außenseite der Spindel beispielsweise durch Prozessmedium verursacht sind, zu beseitigen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ventil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das neben einer zuverlässigen Abdichtung des Spindeldurchgangs der Spindel eine Möglichkeit bietet, den Ein- und Austrag von an der Spindel anhaftenden Verunreinigungen und Schmutz, zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Ventil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
  • Das erfindungsgemäße Ventil zeichnet sich dadurch aus, dass die Dichtungsmittel wenigstens einen als Dichtlippe ausgebildeten reibschlüssig in Anlage zur Spindel befindlichen Abstreifer aufweisen.
  • Die Dichtungsanordnung besitzt also neben den Dichtungsmitteln, die zur Abdichtung des Spindeldurchgangs dienen, eine weitere Komponente, nämlich den Abstreifer, der dafür sorgt, dass Verunreinigungen und Schmutz, die an der Außenseite des prozessmediumsseitigen Abschnitts der Spindel haften, aufgenommen, d. h. abgestreift werden und somit nicht nach außen oder innen gelangen können.
  • In besonders bevorzugter Weise besteht der Abstreifer aus einem gegenüber dem Rest der Dichtungsmittel steiferen Material. Durch das relativ steife Material wird ein Abschabeeffekt erzielt, wodurch auch hartnäckig an der Spindel anhaftende Verunreinigungen, beispielsweise Verkrustungen, zuverlässig entfernbar sind.
  • Zweckmäßigerweise ist der Abstreifer hülsenartig ausgebildet. Es können jedoch auch andere Abstreifer-Geometrieen verwendet werden.
  • In besonders bevorzugter Weise weist der Abstreifer einen Basisabschnitt und einen in Axialrichtung an diesen angesetzten Lippenabschnitt auf, der an seiner Außenseite eine Gegen-Konusfläche aufweist. Zweckmäßigerweise ist der Außendurchmesser des Lippenabschnitts an dessen freien Ende vorzugsweise deutlich geringer als der Außendurchmesser im Bereich des Basisabschnitts.
  • In besonders bevorzugter Weise weist die Dichtungsanordnung neben dem Abstreifer noch mehrere jeweils von der Spindel durchgriffene und durch die Federmittel an die Spindel gedrückte Dichtelemente auf, wobei der Abstreifer ein separat von den Dichtelementen ausgebildetes Bauteil ist. Dadurch ist es möglich, die Dichtungsanordnung optional mit oder ohne Abstreifer auszustatten. Eine Dichtungsanordnung ohne Abstreifer wäre beispielsweise bei nicht zur Verschmutzung der Spindel neigenden gasförmigen Prozessmedien denkbar.
  • Es ist möglich, dass die Dichtelemente als Dachmanschettenpaket aus reiterartig aufeinander gestapelten Dachmanschetten ausgebildet sind.
  • Zweckmäßigerweise weist der Basisabschnitt des Abstreifers einen ringförmigen Lagerhöcker auf, auf dem das Dachmanschettenpaket reiterartig gelagert ist. Der Abstreifer kann daher als Widerlager für das darüber befindliche Paket aus Dachmanschetten dienen.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist am Ventilgehäuse ein Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme der Dichtungsanordnung und der Federmittel angeordnet, wobei der Aufnahmeabschnitt einen die Dichtungsanordnung und die Federmittel umhüllenden Hüllbereich und einen mit einem zentralen Durchgangsloch versehenen Bodenbereich aufweist, auf dem der Abstreifer gelagert ist.
  • In besonders bevorzugter Weise weist der Bodenbereich an seiner Innenseite eine Konusfläche auf, die komplementär zu der Gegen-Konusfläche ausgebildet ist, wobei der Durchmesser des Durchgangsloches derart größer als der Außendurchmesser eines Teils des Lippenabschnitts des Abstreifers ist, dass ein Teil des Lippenabschnitts infolge der zueinander komplementären Konusflächen und der mittels der Federmittel erzeugten Vorspannung durch das Durchgangsloch hindurchragt und mit seinem freien Ende außerhalb des Bodenbereichs endet.
  • Dadurch, dass das freie Ende des Abstreifers durch das Durchgangsloch hindurchragt und dieses außenseitig konisch geformt ist, bildet dieses freie Ende eine konische Wirkfläche für das Prozessmedium. Bei Erhöhung des Prozessmedium-Drucks wird der Lippenbereich des Abstreifers somit stärker an die Spindel gedrückt, was zu einem größeren Abstreifeffekt führt.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Dichtungseinrichtung eine separat von der Dichtungsanordnung ausgebildete, dichtend an die Spindel anliegende Dichtungseinheit auf, die axial beabstandet von der Dichtungsanordnung positioniert ist. Eine derartige Anordnung zweier an verschiedenen Stellen entlang des Verfahrwegs der Spindel positionierter Dichtungseinheiten bzw. -anordnungen schafft eine doppelte Abdichtung, nämlich eine ventilseitige Abdichtung zum Prozessmedium hin und eine antriebsseitige Abdichtung zum Steuermedium hin. Dies ist besonders effektiv, da verhindert wird, dass Prozessmedium austritt oder eingetragen wird.
  • Zweckmäßigerweise weist die Dichtungseinheit wenigstens ein ringförmiges Dichtelement mit wenigstens einer dichtend an die Spindel anliegenden Dichtlippe auf. In besonders bevorzugter Weise sind wenigstens zwei axial voneinander beabstandete Dichtlippen vorgesehen. Zweckmäßigerweise erfüllt die wenigstens eine Dichtlippe der Dichtungseinheit ebenfalls die Funktion eines Abstreifers. Beispielsweise könnte diese Dichtlippe aus einem steiferen Material als die andere Dichtlippe bestehen. Die Kombination von Dichtungsanordnung mit Abstreifer und Dichtungseinheit mit Abstreifer als doppeltem Abstreifer ist eine besonders effektive Möglichkeit der Schmutzentfernung von der Spindel.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind Aufnahmeabschnitt und Bodenbereich Komponenten einer vom Ventilgehäuse gesonderten, als betriebsfertig vormontierte Baugruppe ausgebildeten Dichtungspatrone. Ventilgehäuse, Dichtungspatrone und angekoppelte Antriebseinheit können also voneinander separat ausgebildete Baueinheiten sein, die in einfacher und schneller Weise zusammenmontiert oder demontiert werden können. Dadurch ist ein schneller und somit kostengünstiger Austausch von verschleißanfälligen Dichtungen möglich.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ventils,
  • 2 eine Frontansicht des Ventils von 1,
  • 3 einen Längsschnitt durch das Ventil entlang der Linie III-III aus 2,
  • 4 eine Explosionsdarstellung im Längsschnitt der Komponenten des Ventils gemäß 3 und
  • 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus 4.
  • Die 1 bis 5 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils 11. Das Ventil 11 ist dazu geeignet, als Prozessventil in der Prozessindustrie eingesetzt zu werden.
  • Wie insbesondere in den 1 und 3 dargestellt, besitzt das Ventil 11 ein Ventilgehäuse 12, in dem sich zwischen einem Eingang 13 und einem Ausgang 14 ein Durchströmungskanal 15 erstreckt.
  • Im Falle einer Verwendung in der Lebensmittelindustrie besteht das Ventilgehäuse zweckmäßigerweise aus Edelstahl. Werden als Prozessmedien aggressive Substanzen, beispielsweise Säuren, eingesetzt, besteht das Ventilgehäuse zweckmäßigerweise aus Kunststoffmaterial, das gegenüber derartigen Substanzen eine größere chemische Beständigkeit besitzt.
  • Im Durchströmungskanal 15 befindet sich zwischen dem Eingang 13 und dem Ausgang 14 eine Durchströmöffnung 16, die von einem ringförmigen Ventilsitz 17 umgeben ist. Zweckmäßigerweise ist der Ventilsitz 17 kreisringförmig ausgestaltet. Theoretisch wäre jedoch auch eine ovale Form des Ventilsitzes denkbar.
  • Dem Ventilsitz 17 ist ein Ventilglied 18 zugeordnet, das seinerseits an einer Spindel 19 angeordnet ist.
  • Das Ventilglied 18 ist rein beispielhaft mehrteilig gezeigt und besitzt in diesem Fall einen Teller 20, der mit einem Durchgangsloch 21 versehen ist, durch das hindurch ein Endabschnitt 22 der Spindel 19 hindurchsteckbar ist. Der Teller 20 ist beispielsweise mit der Spindel 19 verschweißt. Zum Ventilglied 18 zählt ferner noch ein Gegenstück 23, das mit einer sacklochartigen Aufnahmeöffnung 24 versehen ist, die mit einem Innengewinde 25 versehen ist. Komplementär dazu befindet sich am Endabschnitt 22 der Spindel 19 ein Außengewinde 26, womit sich das Gegenstück 23 auf den Endabschnitt 22 der Spindel 19 schrauben lässt. Zwischen dem Gegenstück 23 und dem Teller 20 ist ein ringförmiger Dichtring 27 eingespannt, der zweckmäßigerweise aus Kunststoffmaterial, beispielsweise PTFE, besteht.
  • Das Ventilglied 18 ist mittels eines Stellhubs der Spindel 19 zwischen einer Absperrstellung, in der das Ventilglied 18 mit seinem Dichtring 27 fluiddicht am Ventilsitz 17 anliegt, und einer Offenstellung (3), in der das Ventilglied 18 vom Ventilsitz 17 abgehoben ist, bewegbar. Der Stellhub der Spindel 19 wird durch eine Antriebseinheit (nicht dargestellt) erzeugt, die über eine am Ventilgehäuse 12 ausgebildete Schnittstelle 28 angekoppelt ist. Bei der Antriebseinheit kann es sich um eine fluidische, insbesondere pneumatische Antriebseinheit handeln. Im letztgenannten Fall lässt sich der Stellhub der Spindel 19 beispielsweise durch einen fluiddruckbeaufschlagbaren Arbeitszylinder erzeugen. Alternativ wäre es jedoch auch möglich, dass die Antriebseinheit als elektrische Antriebseinheit ausgebildet ist.
  • Wie insbesondere in 3 zu erkennen, ist das Ventilgehäuse 12 mehrteilig aufgebaut. Das Ventilgehäuse 12 besitzt ein Fluidführungsteil 29, in dem der Durchströmkanal 15 und der Ventilsitz 17 ausgebildet sind. Ferner weist das Ventilgehäuse 12 ein Schnittstellenteil 30 auf, an dem die Schnittstelle 28 zur Ankopplung der Antriebseinheit ausgebildet ist. Das Schnittstellenteil 30 ist hohlzylindrisch ausgebildet und besitzt mehrere Funktionsabschnitte. Einer dieser Funktionsabschnitte ist ein zylindrischer Fixierabschnitt 31, an dessen Mantelfläche ein Außengewinde 32 ausgebildet ist. Mit diesem Außengewinde 32 korrespondiert ein an einem Fixierstutzen 33 des Fluidführungsteils 29 ausgebildetes Innengewinde 34, wodurch das Schnittstellenteil 30 auf das Fluidführungsteil 29 geschraubt werden kann. Somit ist auch eine einfache Demontage des Schnittstellenteils 30 vom Fluidführungsteil 29 möglich, um dieses beispielsweise gegen ein Schnittstellenteil 30 mit einer anderen Schnittstelle 28 auszutauschen. Bei kleineren Nennweiten ist es möglich, dass Schnittstellenteil 30 und Fluidführungsteil 29 als einteiliges Bauteil ausgeführt sind, das beispielsweise aus Gussmaterial besteht.
  • An der äußeren Mantelfläche des Fixierabschnitts 31 befindet sich ferner eine umlaufende Ringnut, in die ein Dichtring 35 eingelegt und dort fixiert ist. Dieser äußere Dichtring 35 sorgt für die Abdichtung zwischen Schnittstellenteil 30 und Fluidführungsteil 29.
  • Am Fixierabschnitt 31 befindet sich an der inneren Mantelfläche eine weitere Ringnut, in die ein innerer Dichtring 37 eingelegt und dort fixiert ist.
  • Als weiterer Funktionsabschnitt des Schnittstellenteils 30 ist ein Schnittstellenabschnitt 36 zu nennen, an dem die Schnittstelle 28 ausgebildet ist. Der Schnittstellenabschnitt ist einstückig mit dem Fixierabschnitt 31 verbunden, besitzt jedoch gegenüber diesem einen größeren Durchmesser, wodurch die am Übergang zwischen dem Schnittstellenabschnitt 36 und dem Fixierabschnitt 31 ausgebildete Ringschulter einen Anschlag bildet, der an den Fixierstutzen 33 des Fluidführungsteils 29 anschlägt und damit die Einschraubtiefe des Schnittstellenteils 30 vorgibt.
  • Zum Ventil 11 gehört ferner eine von der Spindel 19 durchgriffene Dichtungseinrichtung 38, die eine mittels Federmitteln vorgespannte, unter Abdichtung an die Spindel 19 anliegende Dichtungsmittel umfassende Dichtungsanordnung 39 aufweist.
  • Die Dichtungseinrichtung 38 ist in einer vom Ventilgehäuse 12 gesonderten, als betriebsfertig vormontierte Baugruppe ausgebildeten Dichtungspatrone 40 aufgenommen.
  • Wie insbesondere in 5 dargestellt, besitzt die Dichtungspatrone 40 ein am Ventilgehäuse 12 befestigbares oder befestigtes Patronengehäuse 41, in dem die Dichtungsanordnung 39 und die Federmittel aufgenommen sind.
  • Das Patronengehäuse 41 besitzt mehrere Funktionsabschnitte. Es ist ein Aufnahmeabschnitt 42 zur Aufnahme der Dichtungsanordnung 39 und der Federmittel vorgesehen. Der Aufnahmeabschnitt 42 ist becherartig ausgestaltet und besitzt einen die Dichtungsanordnung 39 und die Federmittel umhüllenden Hüllbereich 43 und einen mit einem zentralen Durchgangsloch 44 versehenen Bodenbereich 45.
  • Die Dichtungsanordnung ist beispielhaft in Form eines Dachmanschettenpakets gezeigt, wobei mehrere in Axialrichtung aufeinandergestapelte ringförmige Dachmanschetten 46 als einzelne Dichtelemente vorgesehen sind. Die Dachmanschetten 46 sind, wie insbesondere in 4 und 5 dargestellt, im Querschnitt in etwa V-förmig ausgestaltet und sind reiterartig aufeinandergestapelt, so dass sich die Dachmanschetten 46 bei Druckbeaufschlagung radial aufweiten und somit für eine fluiddichte Anlage an die Spindel 19 sorgen. Der Anpressdruck der Dachmanschetten 46 wird über die bereits erwähnten Federmittel erzeugt, die eine Druckfeder 47 umfassen und die in nachfolgend noch näher erläuterter Weise für eine Vorspannung des gesamten Dachmanschettenpakets sorgen.
  • Wie insbesondere in 5 dargestellt, umfasst die Dichtungsanordnung 39 einen Abstreifer 70, der dem Bodenbereich 45 zugeordnet und dort gelagert ist. Der Abstreifer 70 besteht ebenfalls aus Kunststoffmaterial, das jedoch gegenüber dem Kunststoffmaterial der Dachmanschetten steifer ausgebildet sein kann. Der Abstreifer 70 besitzt eine hohlzylindrischen Basisabschnitt 71, an dessen Stirnfläche ein ringförmiger Lagerhöcker 73 nach oben abragt, auf dem die darüber angeordneten Dachmanschetten 46 reiterartig gelagert sind. An den Basisabschnitt 71 schließt sich in axialer Richtung ein Lippenabschnitt 72 an, der an seinem Außenumfang eine Gegen-Konusfläche 48 aufweist, die mit einer an der Innenseite des Bodenbereichs 45 ausgebildeten Konusfläche 49 zusammenwirkt.
  • Wie insbesondere in 5 dargestellt ragt ein Teil des Lippenabschnitts 72 durch das Durchgangsloch 44 hindurch und endet außerhalb des Patronengehäuses 41. Dieser vorstehende Ringabschnitt des Lippenabschnitts bildet an seiner Außenseite eine konische Wirkfläche 74 für Prozessmedium. Bei Erhöhung des Prozessmedium-Drucks wird der Lippenabschnitt 72 nach radial innen und somit stärker an die Spindel gepresst.
  • Als weiterer Funktionsabschnitt des Patronengehäuses 41 ist ein Deckelabschnitt 50 zu nennen, der eine Durchgangsöffnung 51 für die Spindel aufweist. An dem Deckelabschnitt befindet sich eine Befestigungsschnittstelle 52, die nachstehend noch näher erläutert wird. Der Deckelabschnitt 50 ist zylindrisch ausgestaltet und besitzt konzentrisch zu seiner Durchgangsöffnung 51 eine Ringnut 53, in die ein Endabschnitt des Hüllbereichs 43 des Aufnahmeabschnitts 42 eintaucht und dort mit dem Deckelabschnitt 50 verbunden ist. Zweckmäßigerweise ist der Aufnahmeabschnitt 42, also der Hüllbereich 43, mit dem Deckelabschnitt 50 verschweißt. Die zwischen der Ringnut 53 und der Durchgangsöffnung 51 ausgebildete ringförmige Stirnfläche des Deckelabschnitts 50 bildet eine Stützfläche 54, an der sich die Druckfeder 47 abstützt. Das entgegengesetzte Ende der Druckfeder 47 stützt sich an einem beweglich innerhalb des Hüllbereichs 43 gelagerten Stützring 55 ab, der beispielsweise als Unterlegscheibe ausgebildet sein kann. Der Stützring 55 wird durch die Druckfeder 47 auf das Dachmanschettenpaket gedrückt, wodurch dieses und die Dachmanschetten 46 in Richtung zum Bodenbereich 45 hin vorgespannt werden. Der Anpressdruck der Druckfeder 47 sorgt für eine radiale Aufspreizung der Dachmanschetten und für eine axiale Verlagerung des Dachmanschettenpakets. Dadurch, dass das Durchgangsloch 44 im Bodenbereich 45 größer als der Außendurchmesser der Spindel 19 ist, kann ein Teil des Lippenabschnitts 72 des Abstreifers 70 durch das Durchgangsloch 44 hindurchtreten, so dass er, wie in 5 gezeigt, ein Stück weit außerhalb des Aufnahmeabschnitts endet. Der vorstehende ringförmige Teil des Lippenabschnitts 72 ist damit in der Lage, an der Spindel 19 befindlichen Schmutz, Prozessmedium oder dergleichen abzustreifen bzw. abzuschaben.
  • Im Deckelabschnitt 50 ist ferner im Bereich der Durchgangsöffnung 51 eine Lagerbuchse 55 befestigt, beispielsweise eingepresst, die zur Lagerung und zur radialen Fixierung der axial beweglichen Spindel 19 dient.
  • Die Dichtungseinrichtung 38 umfasst ferner zusätzlich zu der Dichtungsanordnung 39 eine Dichtungseinheit 56, die separat von der Dichtungsanordnung 39 ausgebildet ist. Die Dichtungseinheit 56 umfasst wenigstens ein ringförmiges Dichtelement 57, das in einem hierfür im Deckelabschnitt 50 ausgebildeten ringförmigen Lagerraum 58 befestigt ist. Das Dichtelement 57 besteht aus Elastomermaterial. Das Dichtelement 57 besitzt im Beispielsfall zwei axial voneinander beabstandete Dichtlippen 59a, 59b, die dichtend an dem Außenumfang der Spindel 19 anliegen und damit für eine fluiddichte Abdichtung sorgen. Es ist möglich, dass wenigstens die äußere Dichtlippe 59a als weiterer Abstreifer fungiert. Dies verhindert, dass an der Spindel 19 anhaftende Verunreinigungen eingetragen und somit ins Prozessmedium gelangen. Die als Abstreifer dienende Dichtlippe 59a besteht aus steiferem Material, insbesondere Kunststoffmaterial, als die andere Dichtlippe 59b.
  • Die Dichtungspatrone 40 stellt also eine doppelte Abdichtung bereit, nämlich eine Abdichtung zum Prozessmedium und eine Abdichtung zum Steuermedium beziehungsweise zur Umgebung hin. Ferner stellt die Dichtungspatrone 40 einen doppelten Abstreifer bereit.
  • Bei der Montage des Ventils 11, die aus 4 ersichtlich ist, werden in schneller und einfacher Weise verschiedene Module zusammengesetzt. Zunächst wird die Spindel 19, die von der Antriebseinheit trennbar ausgestaltet ist, in das Fluidführungsteil 29 des Ventilgehäuses 12 eingesetzt. Danach kann das Schnittstellenteil 30 auf das Fluidführungsteil 29 aufgeschraubt werden. Schließlich lässt sich die Dichtpatrone 40 in das Schnittstellenteil 30 einschrauben. Alternativ kann die Dichtungspatrone 40 auch bereits vor der Befestigung des Schnittstellenteils 30 am Fluidführungsteil 29 in das Schnittstellenteil 30 eingeschraubt werden. Schließlich lässt sich die Antriebseinheit ankoppeln, indem eine hierfür vorgesehene Komponente der Antriebseinheit an der Schnittstelle 28 mit dem Schnittstellenteil 30 verschraubt wird. Die Befestigung der Antriebseinheit an der Schnittstelle 28 ist unabhängig von der Dichtungspatrone 40. Die Dichtungspatrone ist also nicht notwendig für die Ankopplung der Antriebseinheit. Demnach ist auch die Demontage des Ventils 11, beispielsweise zum Austausch der Dichtungspatrone 40, sehr einfach und schnell durchführbar, indem der Antrieb von der Schnittstelle 28 abgekoppelt und die Dichtungspatrone 40 von dem Schnittstellenteil 30 abgeschraubt wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2110585 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Ventil, mit einem von Prozessmedium durchströmbaren Ventilgehäuse (12), in dem ein eine Durchströmöffnung (16) umgebender Ventilsitz (17) angeordnet ist, dem ein an einer Spindel (19) angeordnetes Ventilglied (18) derart zugeordnet ist, dass das Ventilglied (18) mittels eines Stellhubs der Spindel (19) zwischen einer Absperrstellung, in der das Ventilglied (18) prozessmediumdicht dichtend am Ventilsitz (17) anliegt, und einer Offenstellung, in der das Ventilglied (18) vom Ventilsitz (17) abgehoben ist, bewegbar ist, und wobei im Ventilgehäuse (12) eine von der Spindel (19) durchgriffene Dichtungseinrichtung (38) aufgenommen ist, die eine mittels Federmitteln vorgespannte unter Abdichtung an die Spindel (19) anliegende Dichtungsmittel umfassende Dichtungsanordnung (39) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmittel wenigstens einen als Dichtlippe ausgebildeten reibschlüssig in Anlage zur Spindel (19) befindlichen Abstreifer (70) aufweisen.
  2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (70) aus einem gegenüber dem Rest der Dichtungsmittel steiferen Material besteht.
  3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtreifer (70) hülsenartig ausgebildet ist.
  4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (70) einen Basisabschnitt (71) und einen in Axialrichtung an diesen angesetzten Lippenabschnitt (72) aufweist, der an seiner Außenseite eine Gegen-Konusfläche (48) aufweist.
  5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (39) neben dem Abstreifer (70) noch mehrere jeweils von der Spindel (19) durchgriffene und durch die Federmittel an die Spindel (19) gedrückte Dichtelemente aufweist, wobei der Abstreifer (70) ein separat von den Dichtelementen ausgebildetes Bauteil ist.
  6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente als Dachmanschettenpaket aus reiterartig aufeinandergestapelten Dachmanschetten (46) ausgebildet sind.
  7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisabschnitt (71) des Abstreifers (70) einen ringförmigen Lagerhöcker (73) aufweist, auf dem das Dachmanschettenpaket reiterartig gelagert ist.
  8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ventilgehäuse (12) ein Aufnahmeabschnitt (42) zur Aufnahme der Dichtungsanordnung (39) und der Federmittel angeordnet ist, wobei der Aufnahmeabschnitt (42) einen die Dichtungsanordnung (39) und die Federmittel umhüllenden Hüllbereich (43) und einen mit einem zentralen Durchgangsloch (44) versehenen Bodenbereich (45) aufweist, auf dem der Abstreifer (70) gelagert ist.
  9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich (45) an seiner Innenseite eine Konusfläche (49) aufweist, die komplementär zu der Gegen-Konusfläche (48) ausgebildet ist, wobei der Durchmesser des Durchgangsloches (44) derart größer als der Außendurchmesser eines Teils des Lippenabschnitts (72) des Abstreifers (70) ist, dass ein Teil des Lippenabschnitts (72) infolge der zueinander komplementären Konusflächen (48, 49) und der mittels der Federmittel erzeugten Vorspannung durch das Durchgangsloch (44) hindurchragt und mit seinem freien Ende außerhalb des Bodenbereichs (45) endet.
  10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Abstreifers (70) eine konische Wirkfläche (74) für das Prozessmedium bildet, derart, dass bei Erhöhung des Prozessmedium-Drucks der Abstreifer (70) stärker an die Spindel (19) drückbar ist.
  11. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (38) eine separat von der Dichtungsanordnung (39) ausgebildete, dichtend an die Spindel (19) anliegende Dichtungseinheit (56) aufweist, die axial beabstandet von der Dichtungsanordnung (39) positioniert ist.
  12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinheit (56) wenigstens ein ringförmiges Dichtelement (57) mit wenigstens einer dichtend an die Spindel anliegenden Dichtlippe (59a, 59b) aufweist.
  13. Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Dichtelement (57) wenigstens zwei axial voneinander beabstandete Dichtlippen (59a, 59b) aufweist.
  14. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahmeabschnitt (42) und Bodenbereich (45) Komponenten einer vom Ventilgehäuse (12) gesonderten, als betriebsfertig vormontierte Baugruppe ausgebildeten Dichtungspatrone (40) sind.
  15. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (12) eine Schnittstelle (28) zur Ankopplung einer den Stellhub der Spindel (19) erzeugenden Antriebseinheit aufweist.
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