DE1152857B

DE1152857B - Ventil mit einer staehlern harten und mit einer elastisch nachgiebigen Dichtung

Info

Publication number: DE1152857B
Application number: DER29436A
Authority: DE
Inventors: Horst Mittag
Original assignee: Ruhrstahl AG
Current assignee: Ruhrstahl AG
Priority date: 1961-01-11
Filing date: 1961-01-11
Publication date: 1963-08-14

Description

Ventil mit einer stählern harten und mit einer elastisch nachgiebigen Dichtung Zusatz zum Patent 1142 482 Die Erfindung betrifft ein Ventil nach Patent 1142 482 mit einer stählern harten und einer elastisch nachgiebigen Dichtung, welch letztere in Schließlage des Ventils allseits umschlossen ist und deren Zusammendrückung beim Schließen sich derart auf die harte Dichtung überträgt, daß beide Dichtungen mit zunehmendem Dichtungsdruck zunehmend an die dichtende Gegenfläche gedrückt werden. Dabei besteht nach dem Hauptpatent die nachgiebige Dichtung aus einem Ring mit radial nach innen gerichtetem Flansch. Der radial nach innen gerichtete Flansch des nachgiebigen Ringes liegt auf einer Hülse auf, die den nachgiebigen Ring auf seiner Innenseite panzert. Auf der Oberseite des Flansches liegt der Ring, der den stählern harten Ventilsitz bildet. Die Innenkante des elastischen Ringes und der Hülse ist im Durchmesser gleich oder etwa gleich dem lichten Ventilsitzdurchmesser. Die dichtende Fläche des stählern harten Ringes ist parallel zur dichtenden Fläche des sich in Schließrichtung verjüngenden Verschlußstückes und springt gegen die des nachgiebigen Ringes so weit zurück, daß das in Schließrichtung sich verjüngende Verschlußstück beim Schließen zuerst auf den elastischen Ring auftrifft.
Die Erfindung bezweckt Verbesserungen der baulichen Ausführung des Ventils hinsichtlich einer materialgerechteren Beanspruchung des Kunststoffringes.
Die Erfindung schlägt dazu vor, der auf den elastisch nachgiebigen Ring aufsetzenden Dichtfläche des Verschlußstückes eine konkave Verjüngungserzeugende zu geben, die sich zum äußeren Ende des Verschlußstückes hin nahezu oder ganz zu einer Zylindererzeugenden und nach außen hin nahezu oder ganz zu einer Planflächenerzeugenden entwickelt. Dabei bedeckt das Verschlußstück im wesentlichen die gesamte freie Oberfläche des elastisch nachgiebigen Ringes.
Bei dem erfindungsgemäßen Ventil hüllt also das Verschlußstück unverzüglich nach dem Aufsetzen den elastisch nachgiebigen Ring ein, so daß auch mit zunehmender Auflastung der spezifische Flächendruck während des ganzen Schließvorganges verhältnismäßig klein bleibt. Der Vorteil der Erfindung nach dem Hauptpatent, nämlich daß der lichte Durchmesser des Ventildurchlasses ebenso groß ist wieder Innendurchmesser der Dichtung, wird dabei gewahrt.
Wegen der Umhüllung der Dichtung durch das Verschlußstück kann auf die stählern feste Hülse, die nach dem Hauptpatent großenteils den Innenmantel panzert, im Grenzfall ganz verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Ventil wird dadurch im Strömungskanal noch bündiger glatt als das im Hauptpatent beschriebene Ventil.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Sie zeigt im Längsschnitt die für die Erfindung wesentlichen Teile eines Ventils, und zwar in der linken Hälfte in der Offenstellung, in der rechten Hälfte in der Schließstellung.
Eine mit einem Sechskant 3 versehene, in ein Ventilgehäuse einschraubbare Büchse hat oberhalb des Gewindes eine Dichtkante 5, mit der sie auf einer Schulter im Ventilgehäuse aufsitzt. Oberhalb der Büchse 4 sitzt in der Offenstellung ein sich in Schließstellung verjüngendes Verschlußstück B.
Der Verschlußteil des Verschlußstückes 8 besitzt eine konkave Verjüngungserzeugende 11, die in Richtung zum Ventilsitz hin sich nahezu zu einer Zylindererzeugenden 12 entwickelt, so daß das untere Ende schwach kegelig ist. Die Verjüngungserzeugende 11 entwickelt sich zur anderen Seite, d. h. nach außen hin, zu einer Planflächenerzeugenden 13. Wie in der linken Hälfte der Zeichnung deutlich sichtbar, erstreckt sich die Erzeugende der Dichtfläche im wesentlichen über die gesamte freie Oberfläche des elastisch nachgiebigen Ringes 14. Die Maßverhältnisse in der Zeichnung treffen für ein Ventil mit 20 mm lichtem Durchmesser zu. Der in der Zeichnung bestehende Spalt a ist also in Wirklichkeit so gering, daß sich der Kunststoff im Bereich des Spaltes nicht nennenswert frei verformen kann. Für den elastisch nachgiebigen Ring 14 wird zweckmäßig Polytetrafluoräthylen gewählt, das ausreichend festes und gegen aggressive Medien, wie säurehaltige oder heiße Gase, verhältnismäßig widerstandsfähig ist.
Das Verschlußstück 8 hat in bekannter Weise eine Rille 15 für die Aufnahme von Lagerkugeln und eine Einführbohrung 16 für diese Kugeln zur Befestigung an der Ventilspindel.
Der elastisch nachgiebige Ring 14 hat eine scharfe Innenkante 17. In die Aufsetzfläche der Büchse 4 füi den Ring 14 ist eine Nut 18 eingestochen, die zum Inneren der Ventilbohrung hin eine Aushalsung 19 ergibt, auf der der die Innenkante 17 besitzende Flansch bündig aufliegt. Die freie Oberfläche des Kunststoffringes ist sowohl stirnseitig als auch in bezug auf den Innenmantel größer als die einerseits durch den stählernen Ring 20 und andererseits durch die Aushalsung 19 ständig gepanzerte Oberfläche.
Der Ring 20 besteht aus, Stahl und ist im Profil rechteckig, hat also einen flachen und mit der Oberfläche bündigen Ventilsitz 21. Flachsitze sind herstellungstechnisch einfacher als Kegelsitze. Durch die Ausbildung des Ventilsitzes 21 als Flachsitz ist auch die Aufsetzschulter 22 des Verschlußstückes eben. Der Höhenabstand der Schulter 22 von der Planflächenerzeugenden 13 ist etwa gleich dem Höhenabstand des festen Ventilsitzes 21 von dem elastisch nachgiebigen Ring 14. Die freie obere Ringfläche des elastisch nachgiebigen Ringes 14 mit der Breite a hat bei diesen Maßverhältnissen ein Geringstmaß an Verformungsmöglichkeit. Der stählerne Ring 20 ist nach dem Einsetzen der beiden Ringe durch Umbördeln des Außenhalses. 23 der Büchse 4 gesichert.
Die Aushalsung 19 gewährleistet eine einwandfreie Innenzentrierung des elastisch nachgiebigen Ringes 14 und einen Schutz des unteren Bereiches des Innenmantels gegen Angriffe des strömenden Mediums. Die Funktion des, Halses 19 als Panzerung für den Ring 14 kann von der Verlängerung 24 des Verschlußstückes mitübernommen werden, wenn diese entsprechend länger bemessen wird.
Beim Schließen des Ventils wächst die Berührungsfläche zwischen dem Kunststoff und dem Verschlußstück allmählich an, während die Innenkante des Kunststoffes sich entsprechend der Darstellung in der rechten Zeichnungshälfte verformt. Hierdurch bleibt die spezifische Flächenpressung des Kunststoffes in für den Kunststoff erträglichen Grenzen. Die mit ansteigender Belastung des Kunststoffringes größer werdende Verdrängungskraft, die den Ring 20 in Richtung gegen die Bewegung des Verschlußstückes anhebt, wird durch die zunehmende Panzerung des Kunststoffes so aufgenommen, daß der Kunststoff an keiner Stelle eine unzulässig große freie Verformung erleidet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Ventil nach Patent 1142 482, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem elastisch nachgiebigen Ring (14) aufsetzende Dichtfläche des Verschlußstückes (7) eine konkave Verjüngungserzeugende (11) aufweist, die sich zum äußeren Ende (24) des Verschlußstückes hin nahezu oder ganz zu einer Zylindererzeugenden (12) und nach außen hin nahezu oder ganz zu einer Planflächenerzeugenden (13) entwickelt, wobei die Dichtfläche (11, 12, 13) im wesentlichen die gesamte freie Oberfläche des elastisch nachgiebigen Ringes (14) bedeckt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil der Stirnfläche des elastisch nachgiebigen Ringes (14) freie Oberfläche ist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil des Innenmantels des elastisch nachgiebigen Ringes (14) freie Oberfläche ist.
4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Innenmantel des elastisch nachgiebigen Ringes (14) freie Oberfläche ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Ventilsitz (21) ein Flachsitz ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenabstand der Aufsetzschulter (22) des Verschlußstückes (7) von der Planflächenerzeugenden (13) etwa gleich dem Höhenabstand des festen Ventilsitzes (21) von dem elastisch nachgiebigen Ring (14) ist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch nachgiebige Ring (14) und der stählern feste Ring (20) in einer in das Ventilgehäuse (1) auswechselbar eingeschraubten Büchse (4) gehaltert ist. B.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der stählern feste Ring (20) durch Bördelung eines Außenhalses (23) der Büchse (4) gesichert ist.
9. Ventil nach einem der Ansprüche I bis 8, ausgenommen Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Innenmantel panzernde Hülse eine Aushalsung (19) des Ventilgehäuses (1) oder der in das Ventilgehäuse eingesetzten Büchse (4) ist.