DE1053262B - Klappenventil - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung befaßt sich mit einem Klappenventil, dessen mit einem zumindest angenähert senkrecht zur Strömungsrichtung angeordneten, den Durchflußkanal nicht verengenden Ventilsitz zusammenarbeitende, durch eine radial zum Durchflußkanal gerichtete Spindel um zumindest angenähert 90° aus dem Durchnußkanal herausschwenkbare Klappe am Ende eines Hebelarmes eines um eine Gehäuseachse schwenkbaren doppelarmigen Winkelhebels mit geringer Nachgiebigkeit angeordnet ist, während am Ende des anderen Hebelarmes des Winkelhebels ein Verbindungselement mit seinem einen Ende angelenkt ist, das mit seinem anderen Ende an der Spindel angelenkt ist.

Bekannt ist ein spindelgesteuertes Schrägsitzventil mit radial zum Durchflußkanal gerichteter und bewegbarer Ventilspindel, bei welchem zur Vermeidung des Auftretens von nachteilhaften hohen Seitendrücken auf die Ventilspindel dieselbe über einen Lenker, ein Ventiloberteil und einen Hebel auf den Ventilteller einwirkt. Zwecks Vermeidung der die Ventilspindel auf Knickung beanspruchenden nachteilhaften hohen Seitendrücke ist ein schräg im Durchflußkanal angeorcl neter Ventilsitz vorgesehen. Dies bedingt aber eine Klappenventil

Anmelder:

Gustav F. Gerdts K. G._r
Bremen, Hemmstr. 130

Dr.-Ing. Hans-Martin Pape, Bremen-Horn,
Johann Schulze ¥, Bremen-Osterholz,
und Emil Hiller, Bremen-Vegesack,
sind als Erfinder genannt worden

starke Verengung und somit einen größeren Strömungswiderstand des Durchflußkanals an der Ventilöffnung. Ohne Gefahr zu laufen, daß die Ventilsitzflächen beschädigt werden, ist bei dieser bekannten Anordnung eine Reinigung des Durchflußkanals durch Durchstoßen desselben beispielsweise mittels Reinigungsstangen nicht möglich. Eine derartige Reinigungsmöglichkeit ist aber bei Klappenabsperrventilen für Behälter und Leitungen für dünn- und dickflüssige Flüssigkeiten, staubhaltige Gase und dergleichen erforderlich.

Ferner ist ein Klappenabsperrventil mit radial zum Durchflußkanal gerichteter Betätigungsspindel und einem radial zum Durchflußkanal angeordneten Ventilsitz bekannt. Die Betätigungsspindel wirkt mittels einer Druckstelze auf einen Schwinghebel des Ventiltellers ein. DieDruckstelze ist außerhalb der Achse der Betätigungsspindel an derselben gelagert, und es treten somit starke Seitendrücke auf die Betätigungsspindel auf, weshalb die Betätigungsspindel mit ihrem unteren Ende einer besonderen Führung im Gehäuse bedarf.

Bei einem weiteren bekannten Klappenventil, bei dem die Ventilspindel und auch der Ventilsitz schräg zum Durchflußkanal gerichtet sind, treten ebenfalls starke, seitlich auf die Ventilspindel einwirkende Drücke auf, die sich nachteilhaft auswirken.

Ferner ist noch ein Ventil bekannt, bei dem der Durchflußkanal nicht geradlinig verläuft, wobei ein gegen die Gehäusewandung bei Schließstellung der Klappe sich abstützender Spreizarm den auf die Klappe wirkenden Betriebsdruck aufnimmt. Sobald sich aber das Ventil zu öffnen beginnt, fällt das Widerlager für den Spreizarm fort, wodurch der auf die Klappe lastende Betriebsdruck seitlich auf die Ventilspindel einwirkt, was zu einer Knickung bzw. Deformierung derselben führen kann.

Die bei den bekannten Klappenventilen auftretenden Kachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Verbindungslinie der Anlenkpunkte des Verbindungselementes in Schließstellung in bekannter Weise zumindest annähernd in Richtung der Längsachse der Spindel gerichtet ist, und daß der Winkel des Winkelhebels sowie die Hebelarmlängen desselben und die Länge des Verbindungselementes derart aufeinander abgestimmt sind, daß mindestens während der ersten Hälfte des Gesamtweges des Winkelhebels aus der Schließstellung heraus die Neigung der Verbindungslinie der Anlenkpunkte des Verbindungselementes gegenüber der Längsachse der Spindel nicht mehr als etwa 1 :5 beträgt, während diese Neigung in Öffnungsstellung größer sein kann.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß einerseits eine leichte Reinigung des Ventilgehäuses durch irgendein Reinigungsgerät möglich ist, andererseits aber dieser Vorteil nicht mit zu hohen Biegebeanspruchungen der Spindel erkauft werden muß, wobei die geringe Beanspruchung durch einfache Mittel erzielt wird. Durch die unterschiedliche Neigung des Verbindungselementes im Schließ- bzw. Öffnungsbereich werden außerdem bei mäßigem Kraftaufwand eine große Schließkraft und trotzdem bei verhältnismäßig kleinem Spindelhub ein großer Klappenausschlag erreicht.

Bei einem Klappenventil für normale Beanspruchungen genügt es, wenn die Spindel in üblicher Ausführung in das Gehäuse hineinragt, wobei ein um eine feststehende Achse gelagerter einteiliger Winkelhebel,

809 770/269

der im Innern des Gehäuses liegt, verwendet wird. Besonders bei stark aggressiven Durchflußmitteln muß dagegen die Spindel außerhalb des Gehäuses liegen. In diesem Falle ist in weiterer Ausbildung der Erfindung ein zweiteiliger Winkelhebel angebracht, dessen einer Hebelarm innerhalb und dessen anderer Hebelarm außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei beide Hebelarme durch eine die Gehäusewandung durchdringende Welle miteinander verbunden sind. Dadurch wird erreicht, daß dann weniger dem Verschleiß unterliegende Gelenke im angreifenden Durchflußmittel liegen.

Am Ende eines Hebelarmes des Winkelhebels ist ein Verbindungselement mit seinem einen Ende angelenkt, das aus fertigungstechnischen Gründen vorteilhaft als Lasche ausgebildet ist, wobei die Verwendung einer Doppellasche möglich ist, da insbesondere durch die Verbindung der beiden Laschenhälften mittels eines verwindungssteifen Steges erreicht wird, daß die Spindel ohne besondere weitere Maßnahmen gegen Verdrehung gesichert ist.

Eine andere Ausbildung des Verbindungselementes ermöglicht die Vermeidung von Seitendrücken auf die Spindel dadurch, daß das am Ende des einen Hebelarmes des Winkelhebels angelenkte Verbindungselement als ein an einem oder an beiden Enden kugelförmig ausgestalteter Zwischenhebel ausgebildet ist, dessen kugelige Enden in bevorzugt einseitig begrenzten Käfigen des Hebelarmes und/oder des unteren Endes der Spindel geführt werden.

Um ein »Durchschlagen« des Verbindungselementes, nämlich der Lasche oder des Zwischenhebels bzw. des Winkelhebels in der Öffnungsstellung, z. B. nach eingetretenem Verschleiß der Gelenke oder zu großen Abweichungen besonders der Höhenabmessungen des Gehäuses bei der Herstellung zu verhindern, was ein späteres Schließen der Klappe unmöglich machen würde, ist erfindungsgemäß vorgesehen, an dem Verbindungselement bzw. am Verbindungssteg einen Anschlag anzuordnen, der in Öffnungsstellung am Winkelhebel oder einem mit diesem verbundenen Teil anliegt, ehe das Verbindungselement und der mit diesem verbundene Hebelarm des Winkelhebels in die Streck-Iage gekommen sind.

Gegen ein sich nachteilig auswirkendes Verdrehen sowie Lösen der Klappe vom Winkelhebel sind auf der Rückseite der Klappe zwei Vorsprünge angeordnet, die den mit der Klappe verbundenen Hebelarm des Winkelhebels mit geringem Spiel umfassen, und ein Schraubenbolzen mit einer gegen einen Anschlag anziehbaren Gegenmutter zur Verbindung der Klappe mit dem Winkelhebel vorgesehen, wobei der Schraubenbolzen und die Gegenmutter gegenüber dem Winkelhebel oder der Klappe beispielsweise durch einen plombierten Draht gegen Verdrehen gesidhert sind, und wobei durch den auf dem Schraubenbolzen abgesetzten Anschlag eine gewisse Nachgiebigkeit des Winkelhebels gegenüber der Klappe erzielt wird.

Eine Ausbildung der Enden der Hebelarme des schwenkbaren Winkelhebels derart, daß diese kugelförmig und in einem Käfig mit geringem Spiel kraftschlüssig mit der Klappe oder mit dem Verbindungselement verbunden sind, bewirkt eine vorteilhaft gleichmäßige und ausgleichende Druckverteilung; ferner wird ebenfalls eine bautechnische Vereinfachung des Klappenabsperrventils erzielt.

Weitere Merkmale der Erfindung liegen in der Anordnung des Ventilsitzes an einem Ende eines Rohrstückes, das in die Gehäuseeintrittsöffnung eingebracht und über einen am anderen Ende des Rohrstückes

befindlichen Bund zwischen die Anschlußflansche des Gehäuses und der Rohrleitung festgeklemmt wird, und in einer derartig begrenzten Breite des Winkelhebels und seiner Anlenkstellen und in einem derart geformten Gehäuseoberteil, daß die Spindel mit fertig angebautem Verbindungselement, Winkelhebel und Klappe durch die Gehäuseeintrittsöffnung eingebracht werden kann. Dadurch wird die Verwendung eines ungeteilten Gehäuses ermöglicht, wodurch ein teuerer und viel Werkstoff erfordernder großer Gehäusedeckel mit der entsprechend kräftigen Schrauben verbindung entfällt.

Um einen günstigen Strömungsverlauf bei der Offenstellung der Klappe herbeizuführen, sind die Klappe und die untere Begrenzung des Gehäuseoberteils derart ausgestaltet und angeordnet, daß die Klappe in Offenstellung das Gehäuseoberteil ganz oder annähernd ganz gegenüber dem Durchflußraum abschließt.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 den Schnitt eines Klappenventils mit in das Gehäuse hineinragender Spindel sowie mit einem einteiligen, ganz im Gehäuseinnern liegenden Winkelhebel und

Fig. 2 die Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Klappenventils mit einer außerhalb des Gehäuses liegenden Spindel und einem zweiteiligen Winkelhebel, dessen einer Hebelarm innerhalb und dessen anderer Hebelarm außerhalb des Gehäuses liegt.

Das in Fig. 1 dargestellte Klappenventil besteht aus einer von Hand oder von einem Motor angetriebenen Spindel 1 mit der Achse 30, die in dem Gehäuse 2 mittels Führungs- und Stopfbuchsen geführt wird, und aus einer Klappe 3, die an dem Ende des einen Hebelarmes 4 eines um eine Welle 9 mit der Achse 5 schwenkbaren, einteiligen Winkelhebels 6 mit geringer Nachgiebigkeit angeordnet ist. Der Winkel a wird gebildet durch die Schenkel 31 und 32 und hat seinen Scheitel an der Achse5. An dem Ende des Hebelarmes 7 ist ein als Doppelachse ausgebildetes Verbindungselement 8 angelenkt, das mit seinem anderen Ende am unteren Teil der Spindel 1 beweglich befestigt ist. Die beiden Laschenhälften des Verbindungselementes 8 sind zweckmäßig mittels eines Steges 14 verwindungssteif verbunden, damit sich die Spindel 1 nicht verdrehen kann. An der zweiteiligen Lasche ist ein Anschlag 15 angeordnet, dessen Aufgabe auch von dem Steg 14 übernommen werden kann, um ein »Durchschlagen« des Verbindungselementes 8 bzw. des Winkelhebels 6 zu verhindern.

Die auf der Rückseite der Klappe 3 angeordneten Vorsprünge 16 und 17 dienen ebenso wie der mit einem Anschlag 19 versehene Schraubenbolzen 18 und seine Gegenmutter 20 sowie der plombierte Draht 21 der Sicherung gegen eine Verdrehung der Klappe 3 gegenüber dem Winkelhebel 6.

Dem Ventilsitz 22, der an einem Ende des Rohrstückes 23 eingelassen ist, liegt auf der anderen Seite des Rohrstückes 23 ein Bund 24 gegenüber, der zwischen dem Anschlußflansch 25 und dem Anschlußflansch 26 der Rohrleitung 27 festgeklemmt wird. Die Spindel 1 mit dem fertig angebauten Verbindungselement 8, dem Winkelhebel 6 und der Klappe 3 wird nicht wie üblich über eine Bohrung im Gehäuseoberteil 28, sondern in vorteilhafter Weise durch die Gebäuseeintrittsöffnung 29 eingebracht.

In Fig. 2 ist in Abweichung von der Fig. 1 die außerhalb des Gehäuses 2 liegende Spindel mit IO_j der innere Hebelarm des zweiteiligen Winkelhebels mit 11 und der äußere Hebelarm mit 12 bezeichnet worden. Beide Hebelarme 11, 12 sind durch die Gehäusewan-

Claims (13)

dung mit einer diese durchdringenden Welle 13 einander verbunden. Patentansprüche:

1. Klappenventil, dessen mit einem zumindest angenähert senkrecht zur Stömungsrichtung angeordneten, den Durchflußkanal nicht verengenden Ventilsitz zusammenarbeitende, durch eine radial zum Durchflußkanal gerichtete Spindel um zumindest angenähert 90° aus dem Durchflußkanal herausschwenkbare Klappe am. Ende eines Hebelarmes eines um eine Gehäuseachse schwenkbaren doppelarmigen Winkelhebels mit geringer Nachgiebigkeit angeordnet ist, während am Ende des anderen Hebelarmes des Winkelhebels ein Verbindungselement mit seinem einen Ende angelenkt ist, das mit seinem anderen Ende an der Spindel angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie (30) der Anlenkpunkte des Verbindungselementes (8) in Schließstellung in bekannter ao Weise zumindest annähernd in Richtung der Längsachse der Spindel (1) gerichtet ist und daß der Winkel (a) des Winkelhebels (6) sowie die Hebelarmlängen (31, 32) desselben und die Länge des Verbindungselementes (8) derart aufeinander abgestimmt sind, daß mindestens während der ersten Hälfte des Gesamtweges des Winkelhebels (6) aus der Schließstellung heraus die Neigung der Verbindungslinie (30) der Anlenkpunkte des Verbindungselementes (8) gegenüber der Längsachse der Spindel (1) nicht mehr als etwa 1 :5 beträgt, während diese Neigung in Öffnungsstellung größer sein kann.

2. Klappventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in an sich bekannter Weise ganz außerhalb des Gehäuses (2) liegende Spindel (10) und einen zweiteiligen Winkelhebel, dessen einer Hebelarm (11) innerhalb und dessen anderer Hebelarm (12) außerhalb des Gehäuses (2) liegt, wobei beide Hebelarme (11, 12) durch eine die Gehäusewandung durchdringende Welle (13) miteinander verbunden sind (Fig. 2).

3. Klappenventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ende des einen Hebelarmes (7 bzw. 12) des Winkelhebels (6 bzw. 11, 12) angelenkte Verbindungselement (8) als Lasche ausgebildet ist.

4. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ende des einen Hebelarmes (7 bzw. 12) des Winkelhebels (6 bzw. 11, 12) angelenkte Verbindungselement (8) an einem oder an beiden Enden in an sich bekannter Weise kugelförmig ausgebildet ist und daß das oder die kugeligen Enden des Verbindungselementes (8) in bevorzugt einseitig begrenzten Käfigen des Hebelarmes (7 bzw. 12) und/ oder des unteren Endes der Spindel (1 bzw. 10) geführt werden.

5. Klappenventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (8) als Doppellasche ausgebildet ist, wobei die beiden Laschenhälften durch einen Steg (14) od. dgl. verwindungssteif miteinander verbunden sind.

6. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen an dem Verbindungselement (8) bzw. am Steg (14) der zweiteiligen Lasche (8) angeordneten Anschlag (15), der bei der öffnungsstellung des Ventils am Winkelhebel (6) oder an einem mit diesem verbundenen Teil zur Anlage kommt, bevor das Verbindungselement (8) und der mit diesem verbundene Hebelarm (7) des Winkelhebels (6) in die Strecklage kommt.

7. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zwei auf der Rückseite der Klappe (3) angeordnete Vorsprünge (16,17) od. dgl., die den mit der Klappe (3) verbundenen Hebelarm (4) des Winkelhebels (6) mit geringem Spiel umfassen.

8. Klappventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Schraubenbolzen (18) mit einer gegen einen Anschlag (19) anziehbaren Gegenmutter (20) zur Verbindung der Klappe (3) mit dem Winkelhebel (6), wobei der Schraubenbolzen (18) und die Gegenmutter (20) gegenüber dem Winkelhebel (6) oder 'der Klappe (3) — beispielsweise durch einen plombierten Draht (21) — gegen Verdrehen gesichert sind.

9. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Hebelarmes (4) des schwenkbaren Winkelhebels (6), das mit der Klappe (3) verbunden ist, kugelförmig ausgebildet und in einem Käfig mit geringem Spiel angeordnet ist.

10. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3; 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Hebelarmes (7) des schwenkbaren Winkelhebels (6), das mit dem Verbindungselement (8) verbunden ist, kugelförmig ausgebildet und in einem Käfig, der beispielsweise aus zwei Bohrungen in den unteren Enden der Laschen (8) besteht, mit geringem Spiel angeordnet ist.

11. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitiz

(22) in an sich bekannter Weise an einem Ende eines Rohrstückes (23) angeordnet ist, das in die Gehäuseeintrittsöffnung (29) eingesetzt ist und mittels eines am anderen Ende des Rohrstückes

(23) befindlichen Bundes (24) zwischen den Anschlußflanschen (25, 26) des Gehäuses (2) und der angeschlossenen Rohrleitung (27) festgeklemmt wird.

12. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 11, gekennzeichnet durch eine derart begrenzte Breite des Winkelhebels (6) und seiner Anlenkstellen und durch ein derart ausgestaltetes Gehäuseoberteil (28), daß die Spindel (1) mit fertig angebautem Verbindungselement (8), Winkelhebel (6) und Klappe (3) durch die Eintrittsöffnung (29) in das Ventilgehäuse (2) einsetzbar ist.

13. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß, die Klappe (3) und die untere Begrenzung des Gehäuseoberteiles (28) derart ausgestaltet und angeordnet sind, daß die Klappe (3) in Offenstellung das Gehäuseoberteil (28) ganz oder annähernd ganz gegenüber dem Durchflußkanal abschließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 131834, 131 835, 142, 658 791, 834168;

österreichische Patentschrift Nr. 73 711;
französische Patentschrift Nr. 695 015;
USA.-Patentschrift Nr. 1 369 137.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 770/26» 3.59