DE102018123544A1 - Stellventil mit Balgabdichtung - Google Patents

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DE102018123544A1
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Michael Merscher
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Samson AG
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Samson AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16K41/10Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
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Abstract

Die Erfindung betrifft Stellventile (100) mit einem Balg (145) zur Abdichtung des Ventilkäfigs (120), insbesondere der Öffnung, in der die Ventilstange (140) geführt wird. Ventile (100) mit Balgabdichtungen (145) sind besonders für anspruchsvolle Einsätze bei hohen Drücken und Temperaturen sowie Prozessmedien geeignet, bei denen weich dichtende Materialien nicht eingesetzt werden können. Die Wartung solcher Stellventile (100) wird jedoch in vielen Fällen durch Ablagerungen und Verkrustungen erschwert, die sich im laufenden Betrieb oder bei Störfällen bilden können. Vorgeschlagen werden deshalb Stellventile (100), bei denen alle Verbindungen, die zur Wartung bzw. Demontage gelöst werden müssen, nicht mit dem Prozessmedium in Berührung kommen. Die Demontage wird zudem durch einen Aufbau erleichtert, der eine einfache Entnahme von Verschleißteilen, wie zum Beispiel der Ventilstange und des Ventilkegels, ermöglicht. Ventile (100) dieser Bauart eignen sich zum Beispiel für den Einsatz in solarthermischen Anlagen, in denen Salzlösungen zum Wärmetransport umgewälzt werden.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft Stellventile mit einem Balg zur Abdichtung des Ventilkäfigs.
  • Stellventile, auch Prozess- oder Regelventile genannt, werden in Regelkreisen für fluide Medien zum Einstellen einer gewünschten Durchflussmenge eingesetzt. Sie finden in verfahrenstechnischen Anlagen eine ihrer wichtigsten Anwendungen. Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet stellen solarthermische Anlagen oder Sonnenwärmekraftwerke dar, in denen Salzlösungen oder -schmelzen oder heiße Öle zum Wärmetransport umgewälzt werden. Dies stellt eine besondere Herausforderung dar.
  • Die Salzlösungen können zum Beispiel Temperaturen von 500° und mehr erreichen. Dabei sollte eine Mindesttemperatur von ca. 240° nicht unterschritten werden, um ein Auskristallisieren des gelösten Salzes zu verhindern. Bei Wartungsarbeiten oder Störfällen kann dies jedoch nicht vermieden oder ausgeschlossen werden. Die Demontage des Stellventils ist in diesen Fällen mit einem erheblichen Mehraufwand verbunden oder überhaupt nicht mehr möglich, da viele Schraubverbindungen nur sehr schwer oder nicht mehr zerstörungsfrei lösbar sind. Zudem können sich Salzkrusten im Innern des Stellventils, z.B. in Toträumen oder Hinterschnitten, ablagern und die Funktion des Stellventil bzw. dessen Demontage erheblich behindern.
  • Stellventile bestehen aus einem beweglichen Ventilglied und einem Ventilsitz, wobei das Ventilglied zum Verschließen des Ventils auf den Ventilsitz gepresst werden kann. Das Ventilglied ist in vielen Fällen aus einer Ventilstange und einem Ventilkegel zusammengesetzt. Der Ventilkegel wird in einem Ventilkäfig geführt und ist in der Lage, die Durchlassöffnung, die durch den Ventilsitz definiert wird, entweder teilweise oder vollständig zu verschließen.
  • Das fluide Medium oder Prozessmedium sollte durch die Ein- und Auslassöffnungen des Stellventils strömen. Das Medium sollte nicht durch die Öffnung entweichen, durch die das Ventilglied bzw. die Ventilstange in den Ventilkäfig geführt wird. Diese muss entsprechend abgedichtet werden.
  • Dazu können weich dichtende Materialien zum Beispiel als Packungsdichtung verwendet werden. Diese Art der Abdichtung eignet sich für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen und Drücken. Für anspruchsvollere Einsätze werden oft Bälge verwendet, die fest mit der Ventilstange z.B. mittels Schweißen verbunden sind. Balgabdichtungen sind für hohe Temperaturen geeignet und haben auch unter harten Einsatzbedingen keinerlei Leckage.
  • Stand der Technik
  • Für die Demontage bekannter Stellventile aus dem Stand der Technik, insbesondere der Demontage der Ventilstange inklusive des Balgs, ist eine Demontage des Ventilglieds in Ventilstange und Ventilkegel erforderlich. Hierfür muss die Verbindung zwischen Ventilstange und Ventilkegel lösbar gestaltet sein. Durch das Auskristallisieren von z.B. Salzlösungen oder Salzschmelzen oder durch Korrosion, die durch hohe Temperaturen besonders begünstigt wird, ist eine Funktion der lösbaren Verbindung nicht gewährleistet. Somit können die Teile Balg, Ventilstange und Ventilkegel oft nicht zerstörungsfrei getrennt bzw. demontiert werden.
  • Ein Beispiel dafür ist in der Patentanmeldung DE 10 2008 005 274 A1 beschrieben worden. Der Balg ist dabei mithilfe eines Flansches an der Ventilstange fixiert. Bilden sich aufgrund der Zusammensetzung des Prozessmediums oder eines Störfalls Ablagerungen am Flansch, kann die Verbindung zwischen Ventilstange und Balg schwer lösbar sein und den Aufwand für Wartung und Pflege des Stellventils erheblich erhöhen. In vielen Fällen muss sogar der gesamte Ventileinsatz mit Ventilglied, Balg und weiterer Komponenten ausgetauscht werden.
  • In US 2017/0198832 A1 wird das Problem der Wartung und Pflege mithilfe formschlüssiger Verbindungsteile gelöst, die das Verdrehen des Ventilglieds im laufenden Betrieb und damit Scherungen des Balgs verhindert. In vielen Fällen verschleißt jedoch nicht der Balg sondern das Ventilglied. Insbesondere der Ventilkegel ist höheren Strömungsgeschwindigkeiten und stärkeren Turbulenzen ausgesetzt.
  • Aufgabe
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Wartung und den Austausch von Verschleißteilen in Stellventilen mit einer Balgabdichtung zu vereinfachen und auch beim Betrieb mit anspruchsvollen Prozessmedien, die z.B. Ablagerungen und Verkrustungen bilden können, sicherzustellen.
  • Lösung
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
  • Die Verwendung der Einzahl soll die Mehrzahl nicht ausschließen, was auch im umgekehrten Sinn zu gelten hat, soweit nichts Gegenteiliges offenbart ist.
  • Vorgeschlagen wird ein Stellventil mit einem Gehäuse und einem Ventilsitz, wobei der Ventilsitz i.d.R. fest im Gehäuse fixiert ist. Auf den Ventilsitz wird im zusammengebauten Zustand ein Ventilkäfig mithilfe eines Deckels gepresst. Innerhalb des Ventilkäfigs wird ein Ventilkegel mithilfe einer Ventilstange bewegt. Er kann damit gegen den Ventilsitz gepresst werden zum Schließen des Ventils. Die Ventilstange wird zum Beispiel mithilfe eines Antriebs bzw. Aktuators über eine Öffnung im Ventilkäfig bedient. Die Ventilstange wird wahlweise am Flansch oder am Käfig geführt. Ebenfalls kann der Ventilkegel im Sitzelement oder Käfig geführt werden. Der Ventilkäfig ist zudem derart ausgestaltet, dass die Ventilstange zusammen mit dem Ventilkegel in Richtung des Ventilsitzes aus dem Ventilkäfig entnommen werden kann, wenn der Deckel gelöst und das Ventil demontiert ist, d.h. ohne die Verbindung zwischen Ventilkegel und Ventilstange lösen zu müssen. Die Öffnung des Ventilkäfigs wird mit einem Balg abgedichtet, der an seinem dem Ventilsitz zugewandten Ende am Ventilkäfig direkt oder mit Befestigungsmitteln, wie z.B. einem Flansch, Abdeckplatte, Gewindehülse, Deckel oder ähnlichem, fixiert ist und an seinem dem Ventilsitz abgewandten Ende an der Ventilstange befestigt ist. Dabei erfolgt die Befestigung des Balgs an der Ventilstange direkt oder mittels eines Befestigungsmittels. In jedem Fall ist die Fixierung des Balgs an der Ventilstange so gestaltet, dass sie lösbar ist.
  • Durch diesen Aufbau erfordert die Demontage des Stellventils nur das Lösen des Deckels und der Befestigung des Balgs an der Ventilstange. Die Mittel zum Lösen des Balgs sind dazu typischerweise auf der dem Prozessmedium abgewandten Seite des Balgs angebracht. Auf diese Weise sind sie vor den Einflüssen des Prozessmediums geschützt, insbesondere vor Ablagerungen, Verkrustungen oder zersetzenden Einflüssen. Dies stellt die Lösbarkeit der Verbindung nach einem längeren Betrieb des Stellventils oder einem Störfall, bei z.B. flüssiges Salz auskristallisierte, sicher. Der Aufbau ermöglicht es zudem, Ventilkegel und Ventilstange in einem Stück auszutauschen, ohne dass sie voneinander getrennt werden müssen. Auf diese Weise wird die Wartung und Pflege des Stellventils nicht nur vereinfacht und sichergestellt, sie kann auch kostengünstig durchgeführt werden, da die übrigen Komponenten im Stellventil verbleiben können. Besonders vorteilhaft ist, dass sich keinerlei Gewindeverschraubungen im Bereich des Prozessmediums befinden und somit ein Festbacken solcher Verbindungen durch das Prozessmedium verhindert ist.
  • Eine zweite Ausführungsform betrifft ein Stellventil, bei dem der Ventilsitz typischerweise fest mit dem Ventilkäfig verbunden ist; alternativ mit dem Ventilgehäuse. Dementsprechend ist der Balg nicht am Ventilkäfig sondern an einem Flansch fixiert, der wiederum mithilfe des Deckels gegen den Ventilkäfig gepresst werden kann. Da diese Variante denselben Konstruktionsprinzipien folgt, erfordert die Demontage des Stellventils ebenfalls nur das Lösen des Deckels und der Befestigung des Balgs an der Ventilstange. Allerdings kann bei dieser Ausführungsform der Ventilkäfig im Stellventil verbleiben. Die oftmals kritischen Verschleißteile Ventilkegel und Ventilstange können aus dem Balg und dem Flansch weiterhin in Richtung des Ventilsitzes entnommen werden bzw. zunächst im Stellventil belassen und erst nach Demontage des Balgs in Richtung vom Ventilsitz weg aus dem Ventilkäfig gezogen werden.
  • Eine dritte Variante besteht darin, den zuvor beschriebenen Flansch nicht mithilfe des Deckels, sondern mithilfe einer Gewindehülse am Gehäuse zu fixieren. Auf diese Weise kann die Baugröße des Deckels verkleinert werden. Zudem kann das Stellventil demontiert werden, ohne den röhrenförmigen Abschnitt zu bewegen, der den Balg und die Ventilstange umfasst. Da dieser gegebenenfalls leicht verkanten kann, können so Beschädigungen des Balgs oder anderer Bauteile vermieden werden.
  • Die Befestigung des Balgs an der Ventilstange kann mittels einer Sitzabdichtung erfolgen. Hierfür besitzt die Ventilstange auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite einen Dichtbereich. Dieser Dichtbereich kann eine Fläche oder umlaufende Dichtkante sein. Mithilfe der Sitzabdichtung kann der Balg fluid-dicht an die Ventilstange geklemmt werden.
  • Der Balg besitzt bevorzugterweise ein Balganschlussteil, welches mit dem Balg fest verbunden ist, z.B. indem es angeschweißt ist. Dieses Anschlussteil befindet sich auf der Ventilsitz abgewandten Seite und weist eine ggf. formkomplementäre Dichtfläche oder umlaufende Dichtkante auf. Mittels einer Druckhülse wird das Balganschlussteil mit der Ventilstange im Dichtbereich dichtend verbunden. Die Druckhülse ist mit der Ventilstange verbunden und kann mit einfachen Mitteln gelöst werden. Hierfür eignet sich z.B. eine Gewindeverbindung zwischen der Ventilstange und dem Balganschlussteil. Diese Verbindung sitzt außerhalb des Prozessmediums. Dadurch ist der Bereich, in dem Ablagerungen das Lösen der Verbindung behindern können, auf die dem Prozessmedium abgewandten Seite verlagert. Durch die Einbaulage des Ventils kann auf diese Weise verhindert werden, dass im Bereich der Dichtfläche Rückstände des Prozessmediums verbleiben.
  • Um die Wirkung der Sitzabdichtung zu verbessern, kann die Ventilstange ebenfalls eine zum Balganschlussteil formkomplementäre Dichtfläche aufweisen.
  • Gleichzeitig können die Dichtkonturen an der Ventilstange in der Weise ausgebildet sein, dass ein Verschieben des Balganschlussteils relativ zur Ventilstange in Richtung des Ventilsitzes nicht möglich ist. Vorteilhaft dafür sind Schrägen, Kanten und Absätze des Balganschlussteils, der Ventilstange und/oder der Druckhülse, die mithilfe der Dichtkonturen einen Formschluss ermöglichen.
  • Zwischen dem Balganschlussteil und der Ventilstange kann auch ein separates Dichtelement vorgesehen sein. Bevorzugt werden metallische Dichtelemente zum Beispiel metallische O-förmige oder C-förmige Elemente sowie weichdichtende Elemente aus Graphit verwendet.
  • Um Ablagerungen und Verkrustungen in den Falten des Balgs zu vermeiden, kann der Balg beim Einbau in das Stellventil so vorgespannt werden, dass das Prozessmedium bei jeder Stellung des Ventilkegels und entsprechender Einbaulage aus den Falten des Balgs herauslaufen kann, der Balg also totraumfrei ist. Dazu wird der Balg vorgedehnt oder hat eine dafür geeignete Formgebung.
  • Im laufenden Betrieb kann der Balg durch Knicken beschädigt werden, insbesondere wenn der Balg von innen mit Druck beaufschlagt wird. Dies kann mit Hilfe einer Führungshülse, die den Balg vor zu großer Auslenkung schützt, vermieden werden. Alternativ kann der Deckel soweit an den Balgaußendurchmesser verjüngt werden, dass ebenfalls eine Führungseigenschaft wie bei der Führungshülse stattfindet. In diesem Falle kann die Führungshülse entfallen.
  • Ventilkegel und Ventilstange bilden das Ventilglied. Es kann einstückig oder mehrstückig ausgeführt sein. Mehrstückige Ausführungsformen ermöglichen den Austausch einzelner Komponenten des Ventilglieds. Einstückige Formen zeichnen sich durch eine erhöhte mechanische Stabilität aus.
  • Für Anwendungen bei hohen Temperaturen, wie z.B. zur Regelung von Salzschmelzen, ist es sinnvoll, das Stellventil beheizbar auszugestalten. So können zum einen mechanische Belastungen durch hohe Temperaturgradienten, gerade bei Inbetriebnahme des Stellventils, vermieden werden. Zum anderen können Ablagerungen und Verkrustungen, die bei einem zu raschen Abkühlen des Prozessmediums entstehen können, vermieden werden.
  • Die oben beschriebenen Belastungen sind in den Bereichen des Stellventils, die direkt mit dem Prozessmedium in Berührung kommen, besonders stark ausgeprägt. Um diesen Bereich effektiv beheizen zu können, bietet es sich an, die Ventilstange mit einem Heizelement auszuführen, das im Innern der Stange geführt wird. Dabei ist das Heizelement so ausgeführt, dass der mit Medium in Kontakt stehende Bereich beheizt wird und eine Kabelführung so gestaltet ist, dass diese durch hohe Betriebstemperaturen nicht beschädigt wird. Im Falle, dass der Deckel die Aufgabe der Führungshülse übernimmt und somit das Luftvolumen als Isolator verringert ist, kann ein Heizelement auch am Außenumfang des Deckels und Gehäuse angebracht werden. Zur Überwachung der inneren Temperatur kann in die Ventilstange ein Temperaturfühler angebracht werden.
  • Es ist offensichtlich, dass die vorgeschlagenen Lösungen nicht nur in Stellventilen Anwendung finden können, in denen die Ventilstange mithilfe eines Antriebs oder Aktuators gesteuert wird. Sie ist auch zur Verbesserung der Wartung und Pflege von Reglern ohne Hilfsenergie (ROH) anwendbar, bei denen die Stellung des Ventilkegels bzw. der Ventilstange durch das Prozessmedium bzw. dessen Eigenschaften geregelt werden kann.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt:
    • 1 ein Stellventil mit einer Balgabdichtung, bei dem ein Ventilkäfig mithilfe eines Deckels gegen den Ventilsitz gepresst werden kann; und
    • 2 ein Stellventil mit einer Balgabdichtung, bei dem ein Flansch mithilfe einer Gewindehülse gegen den Ventilkäfig gepresst werden kann.
  • 1 zeigt ein Stellventil 100, das aus einem Gehäuse 105 mit einer Einlassöffnung 110 und einer Auslassöffnung 112 und einem Ventilsitz 115 besteht. Der Ventilsitz 115 kann fest mit dem Gehäuse 105 verbunden sein oder integriert sein oder einzeln ausgeführt. Ein Ventilkäfig 120 kann mithilfe eines glockenähnlichen Deckels 125 auf den Ventilsitz 115 gepresst werden. Zu diesem Zweck kann der Deckel 125 mithilfe von Verschraubungen 130 am Gehäuse 105 befestigt werden. Im Ventilkäfig 120 wird ein Ventilkegel 135 geführt, der fest mit einer Ventilstange 140 verbunden ist. Mithilfe der Ventilstange 140 kann der Ventilkegel 135 gegen den Ventilsitz 115 gepresst werden zum Schließen des Ventils 100. Die Ventilstange 140 kann dazu mithilfe eines Antriebs oder Aktuators bedient werden, der sich oberhalb des Deckels 125 befindet, d.h. die Ventilstange 140 ragt notwendigerweise aus einer Öffnung des Ventilkäfigs 120 und einer Öffnung des Deckels 125 heraus. Die Öffnung am Ventilkäfig 120 ist mit einem Balg 145 abgedichtet, der mithilfe eines Flanschs 150 und Verschraubungen 155 am Ventilkäfig 120 befestigt ist. Die Befestigung des Balgs 145 an der Ventilstange 140 erfolgt über eine Druckhülse 160, die einen Balganschlussteil 165 gegen die Ventilstange 140 presst. Der Balg 145 ist zudem in einer Führungshülse 170 geführt.
  • Durch diesen Aufbau kann das Stellventil 100 auf einfache Weise demontiert und gewartet werden. Dazu müssen zunächst die Verschraubungen 130 gelöst und der Deckel 125 entfernt werden. Nach diesen Schritten kann der Ventilkäfig 120 zusammen mit der Ventilstange 140 und dem Ventilkegel 135 aus dem Ventilgehäuse 105 entnommen werden. Zur weiteren Demontage wird die Druckhülse 160 gelöst. Da die Verschraubungen 130 und 155 sowie die Druckhülse 160 auf der vom Prozessmedium abgewandten Seite liegen, können sie nicht vom Prozessmedium beeinträchtigt werden. Die Führungshülse 170 verhindert zudem beim Betrieb des Stellventils 100 Beschädigungen des Balgs 145 durch Ausknicken infolge einer Beaufschlagung mit Innendruck und gleichzeitiger Hubbewegung.
  • 2 zeigt ein Stellventil 200, das eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt. Der Aufbau des Stellventils 200 ist ähnlich zu dem des Stellventils 100. Der glockenähnliche Deckel 225 ist jedoch verkürzt und das Ventilgehäuse 205 im oberen Bereich entsprechend verlängert. Außerdem weist der Ventilkäfig 220 eine größere Öffnung auf, durch die der Ventilkegel 235 entnommen werden kann. Der Flansch 250, an dem der Balg 245 befestigt ist, hat ebenfalls einen größeren Durchmesser. Er kann deshalb mithilfe einer Gewindehülse 280, die am Gehäuse 205 befestigt wird, gegen den Ventilkäfig 220 gepresst werden.
  • Der Deckel 225 ist durch seine kleinere Ausführung leichter zu demontieren. Außerdem können durch die größere Öffnung im Ventilkäfig 220 die Ventilstange 240 und der Ventilkegel 235 entnommen werden, so dass der Ventilkäfig 220 bei der Demontage im Stellventil 200 verbleiben kann. Der Einsatz einer Gewindehülse 280 erleichtert die Demontage zusätzlich, da das Lösen einer Mehrzahl von Verschraubungen 155 (vgl. 1) entfällt.
  • Glossar
  • Balg
  • Ein Balg ist ein „ziehharmonikaartig“ zusammenfaltbarer Schlauch. Bälge können an mechanisch ineinander schiebbaren Elementen angebracht werden, um sie z.B. vor Fremdeinflüssen zu schützen oder gegenüber ihrer Umgebung abzudichten.
  • Balganschlussteil
  • Ein Balganschlussteil bezeichnet einen Ring, der fest an einem z.B. röhrenförmigen Bauteil angebracht werden kann.
  • Druckhülse
  • Eine Druckhülse ist ein Rohr, das durch eine axiale Kraft, die z.B. durch eine Schraube ausgeübt wird, radial verformt werden kann. Die Verformung äußert sich durch eine Wölbung der außen- oder innenliegenden Mantelflächen und führt zu einer kraft- oder auch formschlüssigen Verbindung zu anderen, außen- oder innenliegenden Bauteilen.
  • Gewindehülse
  • Eine Gewindehülse ist ein Rohr mit einem Gewinde, wobei sich das Gewinde auf dem äußeren oder inneren Mantel des Rohrs befindet.
  • Sitzabdichtung
  • Eine Sitzabdichtung ist eine Dichtung, die fest an einem beweglichen Bauteil angebracht werden kann. Im montierten Zustand bewegt sie sich mit dem beweglichen Bauteil mit.
  • Stellventil, Prozessventil, Regelventil
  • Stellventile, auch Prozess- oder Regelventile genannt, dienen zur Drosselung bzw. Regelung fluidischer Ströme. Zu diesem Zweck wird in einem Ventilkäfig, der zusammen mit einem Ventilsitz die maximale Durchflussöffnung des Stellventils definiert, ein Ventilkegel bzw. Drosselkörper mittels einer Ventilstange und eines Antriebs bewegt.
  • Ventilgehäuse
  • Dies bezeichnet den Teil eines Ventils, der den Ventilsitz, den Ventilkäfig sowie das Ventilglied umgibt.
  • Ventilglied
  • Ein Ventilglied besteht aus einer Ventilstange und einem Ventilkegel bzw. Drosselkörper.
  • Ventilkäfig
  • Ein Ventilkäfig ist der Teil eines Ventils, in dem der Ventilkegel bzw. Drosselkörper geführt wird. Der Ventilkäfig weist Öffnungen auf, die zusammen mit der Öffnung, die durch den Ventilsitz umschlossen wird, die maximale Durchflussöffnung des Stellventils definieren.
  • Ventilkegel, Drosselkörper
  • Der Ventilkegel bzw. Drosselkörper dient bei einem Stellventil zum Regulieren der Durchflussöffnung. Dieses Teil ist in der Regel kegelförmig oder konisch ausgeführt. Zum Verschlie-ßen wird der Drosselkörper typischerweise vom Antrieb des Stellventils mittels der Ventilstange in den Ventilsitz gedrückt, zum Öffnen aus demselben herausgezogen. Durch die Positionierung des Ventilkegels bzw. des Ventilkegels durch den Antrieb können unterschiedliche Durchflussquerschnitte erreicht werden.
  • Ventilsitz
  • Der Ventilsitz umrandet den Teil eines Stellventils, auf den der Ventilkegel bzw. der Drosselkörper gedrückt wird, um das Stellventil zu verschließen.
  • Ventilstange
  • Eine Ventilstange ist die übliche Verbindung zwischen Ventilkegel und Antrieb eines Ventils.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Stellventil
    105
    Ventilgehäuse
    110
    Einlassöffnung
    112
    Auslassöffnung
    115
    Ventilsitz
    120
    Ventilkäfig
    125
    Deckel
    130
    Verschraubung des Deckels 125
    135
    Ventilkegel
    140
    Ventilstange
    145
    Balg
    150
    Flansch
    155
    Verschraubung des Flansches 150
    160
    Druckhülse
    165
    Balganschlussteil
    170
    Führungshülse
    200
    Stellventil
    205
    Ventilgehäuse
    210
    Einlassöffnung
    212
    Auslassöffnung
    215
    Ventilsitz
    220
    Ventilkäfig
    225
    Deckel
    230
    Verschraubung des Deckels 225
    235
    Ventilkegel
    240
    Ventilstange
    245
    Balg
    250
    Flansch
    260
    Druckhülse
    265
    Balganschlussteil
    270
    Führungshülse
    280
    Gewindehülse
  • zitierte Literatur
  • zitierte Patentliteratur
  • DE 10 2008 005 274 A1
    US 2017/0198832 A1
  • 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
    • DE 102008005274 A1 [0008, 0046]
    • US 2017/0198832 A1 [0009, 0046]

Claims (13)

  1. Stellventil (100) mit 1.1 einem Gehäuse (105) und einem Ventilsitz (115); 1.2 einem Ventilkäfig (120), der durch einen Deckel (125) gegen den Ventilsitz (115) gepresst wird; 1.3 einer Ventilstange (140), an der ein Ventilkegel (135) fixiert ist; 1.3.1 wobei der Ventilkegel (135) innerhalb des Ventilkäfigs (120) angeordnet ist und 1.3.2 zum Schließen des Ventils durch die Ventilstange (140) gegen den Ventilsitz (115) gepresst werden kann; 1.4 wobei der Ventilkäfig (120) derart ausgestaltet ist, dass die Ventilstange (140) mit dem Ventilkegel (135) in Richtung des Ventilsitzes (115) aus dem Ventilkäfig (120) entnommen werden kann, wenn der Deckel (125) gelöst und das Ventil (100) demontiert ist; 1.5 einem Balg (145); 1.5.1 wobei der Balg (145) an seinem dem Ventilsitz (115) zugewandten Ende am Ventilkäfig (120) direkt oder mittels eines Befestigungsmittels (150) fixiert ist; 1.5.2 wobei der Balg (145) an seinem dem Ventilsitz (115) abgewandten Ende an der Ventilstange (140) direkt oder mittels eines Befestigungsmittels (160) befestigt ist; 1.5.3 wobei die Befestigung des Balgs (145) an der Ventilstange (140) lösbar ist.
  2. Stellventil mit 2.1 einem Gehäuse; 2.2 einem Ventilsitz; 2.3 einem Ventilkäfig; 2.4 einer Ventilstange, an der ein Ventilkegel fixiert ist; 2.4.1 wobei der Ventilkegel innerhalb des Ventilkäfigs angeordnet ist und 2.4.2 zum Schließen des Ventils durch die Ventilstange gegen den Ventilsitz gepresst werden kann; 2.5 einem Balg; 2.5.1 wobei der Balg an seinem dem Ventilsitz zugewandten Ende an einem Flansch fixiert ist; 2.5.2 wobei der Balg an seinem dem Ventilsitz abgewandten Ende an der Ventilstange direkt oder mittels eines Befestigungsmittels befestigt ist; 2.5.3 wobei die Befestigung des Balgs an der Ventilstange lösbar ist; 2.5.4 wobei der Flansch durch einen Deckel gegen den Ventilkäfig gepresst wird, wodurch der Ventilkäfig gegen das Gehäuse und/oder den Ventilsitz gepresst wird; 2.5.5 wobei der Ventilkäfig derart gestaltet ist, dass die Ventilstange mit dem Ventilkegel nach Lösen des Deckels in Richtung vom Ventilsitz weg aus dem Ventilkäfig entnommen werden kann.
  3. Stellventil (200) mit 3.1 einem Gehäuse (205); 3.2 einem Ventilsitz (215); 3.3 einem Ventilkäfig (220); 3.4 einer Ventilstange (240), an der ein Ventilkegel (235) fixiert ist; 3.4.1 wobei der Ventilkegel (235) innerhalb des Ventilkäfigs (220) angeordnet ist und 3.4.2 zum Schließen des Ventils durch die Ventilstange (240) gegen den Ventilsitz (215) gepresst werden kann; 3.5 einem Balg (245); 3.5.1 wobei der Balg (245) an seinem dem Ventilsitz (215) zugewandten Ende an einem Flansch (250) fixiert ist; 3.5.2 wobei der Balg (245) an seinem dem Ventilsitz (215) abgewandten Ende an der Ventilstange (240) direkt oder mittels eines Befestigungsmittels (260) befestigt ist; 3.5.3 wobei die Befestigung des Balgs (245) an der Ventilstange (240) lösbar ist; 3.5.4 wobei der Flansch (250) durch eine Gewindehülse (280) gegen den Ventilkäfig (220) gepresst wird, wodurch der Ventilkäfig (220) gegen das Gehäuse (205) und/oder den Ventilsitz (215) gepresst wird; 3.5.5 wobei die Gewindehülse (280) am Gehäuse (205) fixierbar ist; 3.5.6 wobei der Ventilkäfig (220) derart gestaltet ist, dass die Ventilstange (240) mit dem Ventilkegel (235) nach Lösen der Gewindehülse (280) in Richtung vom Ventilsitz (215) weg aus dem Ventilkäfig (220) entnommen werden kann.
  4. Stellventil (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Balgs (145; 245) an der Ventilstange (140; 240) durch eine Sitzabdichtung erfolgt, wobei die Sitzabdichtung den Balg (145; 245) fluid-dicht an die Ventilstange (140; 240) klemmt.
  5. Stellventil (100; 200) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die klemmbare Sitzabdichtung folgendes aufweist: 5.1 ein Balganschlussteil (165; 265), an dem der Balg (145; 245) befestigt ist; und 5.2 eine Druckhülse (160; 260), die das Balganschlussteil (165; 265) gegen die Ventilstange (140; 240) presst.
  6. Stellventil (100; 200) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (140; 240) eine zum Balganschlussteil (165; 265) formkomplementäre Dichtfläche aufweist, gegen die das Balganschlussteil (165; 265) gepresst wird.
  7. Stellventil (100; 200) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstange (140; 240) Abschrägungen, Kanten und/oder Absätze aufweist, an die das Balganschlussteil (165; 265) gepresst wird.
  8. Stellventil (100; 200) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Balganschlussteil (165; 265) und Ventilstange (140; 240) ein Dichtelement verwendet wird.
  9. Stellventil (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (145; 245) in jeder Hubstellung bei senkrechter Einbaulage des Ventils totraumfrei ist.
  10. Stellventil (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (145; 245) in einer Hülse (170; 270) geführt wird, die den Balg (145; 245) seitlich stützt.
  11. Stellventil (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkegel (135; 235) und die Ventilstange (140; 240) ein- oder mehrstückig ausgeführt ist.
  12. Stellventil (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Heizelement zum Beheizen der Ventilstange (140; 240).
  13. Stellventil (100; 200) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet dass das Heizelement in der Ventilstange (140; 240) geführt ist.
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