Hochdruckventil Bei Ventilen für hohe Drücke, z. B. über 1000 atü,
ist es meist erforderlich, Ventilspindel und Ventilsitz aus Werkstoffen großer Härte
herzustellen. Die Sitzflächen können zusätzlich durch Auftragsschweißung verstärkt
werden. Diese Werkstoffe besitzen aber eine große Sprödigkeit und neigen aus folgenden
Gründen zur Rißbildung. Die Spindelspitze, die bei den hohen Drücken messt kegelförmig
ausgebildet wird, kommt beim Schließdruck unter radiale und tangentiale Druckspannungen,
d. h. unter einen dreiachsigen Druckspannungszustand, da die Spindel :auch axial
unter Druck steht. Diesen Spannungen vermag auch ein spröder Werkstoff ohne plastische
Verformbarkeit standzuhalten. Demgegenüber erhält der Spindelsitz infolge der Sprengwirkung
des Spindelkegels tangentiale Zugspannungen bei radialen Druckspannungen. Diesem
sehr ungünstigen Beanspruchungszustand kann der Werkstoff des Sitzes in vielen Fällen
nicht standhalten, sondern er wird durch Rißbildung zerstört. Eine Vergrößerung
des Außendurchmessers des Sitzes ist aber meist unzweckmäßig, da dann die äußeren
Abmessungen des Ventils zu groß werden. Man versucht vielmehr bei hohen Drücken
so gedrängt wie möglich zu bauen, da man bei kleinen inneren Durchmessern geringe
Wanddicken auch trotz der hohen Drücke benötigt.High pressure valve For valves for high pressures, e.g. B. over 1000 atmospheres,
it is usually necessary to make the valve spindle and valve seat from materials of great hardness
to manufacture. The seat surfaces can also be reinforced by build-up welding
will. However, these materials have a high degree of brittleness and are prone to the following
Reasons for cracking. The spindle tip, which measures at the high pressures, is conical
is formed, comes under radial and tangential compressive stresses at the closing pressure,
d. H. under a triaxial compressive stress condition, since the spindle: also axially
is under pressure. A brittle material without a plastic one can also handle these stresses
To withstand deformability. In contrast, the spindle seat receives due to the explosive effect
of the spindle cone tangential tensile stresses in the case of radial compressive stresses. This one
The material of the seat can in many cases have a very unfavorable load condition
not withstand, but it is destroyed by cracking. An enlargement
the outer diameter of the seat is usually inexpedient, since then the outer
Dimensions of the valve become too large. Rather, one tries at high pressures
to be built as compactly as possible, since small inner diameters are small
Wall thicknesses also required despite the high pressures.
Bekannt ist ein Ventil, bei dem der abdichtende Sitzring gesondert
hergestellt und von unten mit einer Schraube gegen einen konischen Sitz im oberen
Ventilgehäuse gepreßt wird. Nachteilig hierbei sind die beiden entstehenden Sitzstellen,
welche im Betrieb nur schwierig dicht zu halten sind, vor allem bei wechselnden
Temperaturen.A valve is known in which the sealing seat ring is separate
made and from below with a screw against a conical seat in the upper
Valve housing is pressed. The disadvantage here are the two seating areas that are created,
which are difficult to keep tight during operation, especially when changing
Temperatures.
Es war die Aufgabe der Erfindung, ein Ventil für hohe Drücke vorzuschlagen,
dessen Sitzstellen zwar aus hartem Werkstoff hergestellt sind, aber durch die entstehenden
Zugspannungen nicht zerstört werden können. Dies wird bei einem Hochdruckventil
mit einem kegeligen Verschlußstück und einem Ventilsitz, der .in einer kegeligen
Ausnehmung des Gehäuses eingespannt wird, dadurch erreicht, daß der Kegelwinkel
der Ausnehmung im Gehäuse größer ist als die des Außenmantels des Ventilsitzes,
so daß die beim Einspannen des Ventilsitzes entstehenden .tangentialen Druckvorspannungen
im obersten Teil nahe der Sitzfläche für das kegelige Verschlußstück am größten
sind. Hierdurch wird beim Anziehen der Druckschraube der durchbohrte Sitz :der Ventilspindel
unter hohe radiale und .tangentiale Druckvorspannungen gesetzt. Diese tangantialen
Druckspannungen werden bei geschlossenem Ventil durch den Spindeldruck erst einmal
abgebaut, bevor tangentiale Zugspannungen entstehen können.It was the object of the invention to propose a valve for high pressures,
the seat parts of which are made of hard material, but by the resulting
Tensile stresses cannot be destroyed. This is the case with a high pressure valve
with a conical closure piece and a valve seat, the .in a conical
Recess of the housing is clamped, achieved in that the cone angle
the recess in the housing is larger than that of the outer casing of the valve seat,
so that the tangential pressure biases that arise when the valve seat is clamped
in the uppermost part near the seat for the conical locking piece the largest
are. This creates the pierced seat when the pressure screw is tightened: the valve spindle
placed under high radial and tangential compressive stresses. This tangantial
When the valve is closed, compressive stresses are initially created by the spindle pressure
reduced before tangential tensile stresses can arise.
Zweckmäßig wird das kegelige Verschlußstück in einer kegeligen Ausnehmung
des Gehäuses derart eingespannt, daß die beim Einspannen entstehenden tangentialen
Druckvorspannungen im obersten Teil des Ventilsitzes nahe der Sitzfläche für das
kegelige Verschlußstück am größten sind. Erfindungsgemäß wird dabei eine der beiden
Kegelflächen am Gehäuse oder am Ventilsitz oder beide Kegelflächen derart hinterschliffen,
daß beim Einsetzen des Ventilsitzes in das Ventilgehäuse zuerst die Spitze des Außenkegels
am Ventilsitz zum Tragen kommt.The conical closure piece is expediently in a conical recess
of the housing clamped in such a way that the tangential
Pressure preloads in the uppermost part of the valve seat near the seat surface for the
conical locking piece are the largest. According to the invention, one of the two is thereby
Conical surfaces on the housing or on the valve seat or both conical surfaces relief-ground in such a way that
that when inserting the valve seat into the valve housing, the tip of the outer cone first
comes into play on the valve seat.
In der Abbildung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt.In the figure, one embodiment of the invention is for example
shown.
In das seitlich und von oben nach unten durchbohrte Ventilgehäuse
1 ist von unten das Ventilunterteil 2 eingesteckt. Es kommt an. der Kegel-
fläche
3 zum Tragen und wird mittels der Druckschraube 4 verschraubt. Das außen. kegelig
ausgeführte Kopfstück 5 wird dadurch unter tangentiale Druckvorspannungen gesetzt.
Die durch den Kegel 6 der Ventilspindel? im geschlossenen Zustand hervorgerufenen
tangentialen Zugspannungen im Kopfstück 5 haben daher keine schädlichen Wirkungen
auf die Haltbarkeit dieses Teiles.The valve lower part 2 is inserted from below into the laterally and from top to bottom pierced valve housing 1. It arrives. the conical surface 3 for support and is screwed by means of the pressure screw 4. The outside. Conical head piece 5 is thereby placed under tangential compressive stresses. The one through the cone 6 of the valve stem? Tangential tensile stresses caused in the head piece 5 in the closed state therefore have no detrimental effects on the durability of this part.
Man kann vorteilhaft die Kegelfläche 3 im Ventilgehäuse 1 und im Kopfstück
5 mit verschiedenen Kegelwinkeln ausrüsten, andererseits kann man auch die eine
der beiden Sitzflächen im Gehäuse oder im Kopfstück derart hinterschleifen, daß
der Außenkegel im Kopfstück z. B. spitzer ist als der Innenkegel im Gehäuse 1.It is advantageous to use the conical surface 3 in the valve housing 1 and in the head piece
5 can be equipped with different taper angles, on the other hand you can also use one
Grind the two seat surfaces in the housing or in the head piece in such a way that
the outer cone in the head piece z. B. is more pointed than the inner cone in the housing 1.