DE1186713B - Stoesselbetaetigtes Kugelventil - Google Patents

Stoesselbetaetigtes Kugelventil

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DE1186713B
DE1186713B DEU8429A DEU0008429A DE1186713B DE 1186713 B DE1186713 B DE 1186713B DE U8429 A DEU8429 A DE U8429A DE U0008429 A DEU0008429 A DE U0008429A DE 1186713 B DE1186713 B DE 1186713B
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valve
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diameter
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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
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/14Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with ball-shaped valve member
    • 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
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/42Valve seats

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Stößelbetätigtes Kugelventil Die Erfindung bezieht sich auf ein stößelbetätigtes, federbelastetes Kugelventil mit einem die Ventilkugel in Schließstellung abdichtenden Dichtungsring.
  • Derartige Steuerventile sind bekannt und haben gegenüber Ventilen, die mit einem harten Ventilsitz arbeiten, den Vorteil, daß eine einwandfreie Dichtung in Schließstellung unabhängig von der exakten Bearbeitung des eigentlichen Ventilsitzes gewährleistet ist.
  • Insbesondere sind Ventile des erwähnten Typs bekannt, bei denen der Dichtungsring den harten Ventilsitz am Ventilkörper derart umgibt, daß die Ventilkugel bei überschreiten eines bestimmten hohen Schließdruckes unter entsprechender Kompression des Dichtungsringes auf dem harten Ventilsitz zur Auflage kommt.
  • Als stößelbetätigte Steuerventile sind diese bekannten Ventiltypen jedoch ungeeignet, weil sich die Schließstellung der Ventilkugeln und damit des Stößels als Funktion der Alterung der Dichtungspakkung ändert. Insbesondere kommt es bei höheren Betriebsdrücken vor, daß sich die Dichtungspackung unter der Einwirkung der erforderlichen hohen Anpreßkraft der das Kugelventil in die Schließstellung drückenden Feder plastisch verformt, so daß der Stößel in der Ruhelage nach längerem Betrieb weiter aus dem Gehäuse heraustritt als ursprünglich beim Einbau des Ventils vorgesehen. Da die Ventilstößel ihrerseits im allgemeinen von Stellgliedern entsprechend einem vorgegebenen Arbeitsablauf betätigt werden, kann eine Veränderung der Ruhestellung des Stößels im Laufe des Betriebs zu Störungen führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erläuterten Nachteile bekannter Kugelventiltypen zu vermeiden und ein Ventil zu schaffen, bei dem einerseits die Schließstellung der Ventilkugel und damit des Stößels unabhängig von einer etwaigen Alterung des Dichtungsringes konstant bleibt und bei dem andererseits die Verformbarkeit und damit die Beanspruchung des Dichtungsringes auf ein Minimum beschränkt ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich das stößelbetätigte und federbelastete Kugelventil mit einem die Ventilkugel in Schließstellung abdichtenden Dichtungsring dadurch, daß die Schließstellung der Ventilkugel durch Anlage gegen einen ringförmigen harten Ventilsitz bestimmt ist und daß der erwähnte Dichtungsring die Kugel in Schließstellung mit einer Ringfläche berührt, deren Durchmesser praktisch dem Kugeldurchmesser entspricht.
  • Vorzugsweise wird man den Dichtungsring in bezug auf die Ventilkugel in ihrer Schließstellung derart anordnen, daß der Kugelmittelpunkt gegenüber der Berührungsfläche zwischen Kugelumfang und Dichtungsring in Richtung auf den Stößel etwas verschoben ist.
  • Die obenerwähnte praktische Gleichheit der Durchmesser von Berührungsfläche des Dichtungsringes und Kugel schließt einerseits den Fall ein, daß der Dichtungsring die Kugel in ihrer Schließstellung genau in Höhe ihres Durchmessers umgibt, also direkt längs des »Äquators« der Kugel verläuft, und andererseits den Fall, daß diese Berührungsfläche einen Durchmesser hat, der um einige Prozent kleiner als der Kugeldurchmesser ist. Im letzten Falle ist also der Dichtungsring in der Schließstellung des Ventils etwas in Richtung auf die dem Stößel zugekehrte Halbfläche der Kugel verschoben, wodurch, wie später noch näher erläutert wird, der zur Öffnung des Ventils erforderliche Kugelhub verkleinert werden kann.
  • Entsprechend dieser Anordnung des Dichtungsringes braucht der Durchmesser des harten Ventilsitzes ebenfalls nur um einige Prozent kleiner als der Kugeldurchmesser gemacht zu werden. Man erhält auf diese Weise eine bei bisher bekannten Ventilordnungen nicht bekannte große lichte Weite der Ventilöffnung, bezogen auf den Kugeldurchmesser.
  • Da der Dichtungsring zweckmäßigerweise unter leichter Deformation in eine ringförmige Ausnehmung des Ventilkörpers eingesetzt wird, kann der Innendurchmesser des entspannten Dichtungsringes genau so groß wie der Kugeldurchmesser gewählt werden, da durch die leichte Deformation in der Arbeitslage der Bereich des Innenumfangs des Ringes etwa radial nach innen herausgedrückt wird.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil und F i g. 2 a bis 2 c schematisch das Zusammenwirken von Ventilkugel und Dichtungspackung. Das in der Zeichnung dargestellte Ventil besteht aus einem Körper 1 aus Messing, der etwa Kastenform hat. An einer Seitenwand sind Anschlüsse für Leitungen 2 und 3 des zu steuernden hydraulischen Kreises vorgesehen, und aus der Oberkante tritt das Ende 4 eines Betätigungsstößels aus gehärtetem Stahl heraus. Der Schieber ist in seiner Längsrichtung verschiebbar in einem Einsatz angeordnet, der aus zwei übereinander angeordneten zylindrischen Teilen 5 und 6 besteht und in eine entsprechende Ausnehmung des Ventilkörpers 1 eingesetzt ist. Im Teil s ist ein horizontaler Kanal ? vorgesehen, der in einen Kanal 8 im Ventilkörper 1 mündet. An den Kanal 8 ist die Leitung 2 angeschlossen. Senkrecht zum Kanal 7 ist in der Achse der beiden Einsätze 5 und 6 eine Führungsbohrung für den Betätigungsstößel n vorgesehen.
  • Die Einsätze 5 und 6 werden im Ventilkörper 1 durch einen Seegerring 10 gehalten, der in eine entsprechende Nut im Ventilkörper 1 eingreift und der von einem Kautschukring 11 abgedeckt ist. Die Abdichtung der Einsätze erfolgt durch Ringdichtungspackungen 12 und 13, beispielsweise Packungen, die unter dem Warenzeichen »Garn« vertrieben werden. Sie liegen in Ringnuten im Dichtungseinsatz 5.
  • Am unteren Ende mündet der senkrechte Führungskanal 9 in einen Kanal 14 .im Ventilkörper 1, der über einen Verbindungskanal 15 mit der Leitung 3 in Verbindung steht. In diesem Kanal 14 ist eine Ventilfeder 16 angeordnet, die eine Ventilkugel 17 auf den Einsatz 5 drückt. Die Kugel 17 stützt sich dabei auf einer abgerundeten, ringförmigen Kante 18 am unteren Ende des senkrechten Führungskanals 9 ab. In der dargestellten geschlossenen Stellung des Ventils schmiegt sich an die Kugel 17 ein Dichtungspackungsring 19 an, der in einer ringförmigen Nut 20 in der .unteren Fläche des Einsatzes 5 liegt, die den senkrechten Führungskanal 9 umgibt und einen konischen Boden 21 aufweist, der so bemessen ist, daß die Höhe der Nut 20 im inneren Teil kleiner ist als die Stärke des Dichtungsringes. Die Dichtungspackung wird dadurch in diesem Bereich beim Zusammenbau des Ventils zusammengepreßt.
  • In dem dargestellten geschlossenen Zustand des Ventils liegt der Dichtungsring 19 an der Ventilkugel 17 mit einer Ringfläche an, die ein kleines Stück oberhalb des größten Durchmessers der Kugel liegt. Der Durchmesser dieser ringförmigen Berührungsfläche weicht hier praktisch nicht vom Kugeldurchmesser ab. Wenn der Betätigungsstößel 4 verschoben wird, drückt er die Kugel 17 gegen die Wirkung der Feder 16 nach unten. Dabei entfernt sie sich von der sie stützenden Kante 18 und wandert außerdem aus der Dichtung 19 heraus. Wenn der Dichtungsring die Kugel im geschlossenen Zustand des Ventils in der Mitte der Kugel umfaßt, was bei der dargestellten Ausführungsform nicht der Fall ist, so würde sich der Durchmesser der Berührungs-Ringfläche von Kugel und Dichtungsring zu Beginn des Kugelweges zunächst unwesentlich ändern, so daß sich der Dichtungsring dank seiner Elastizität auch weiterhin dicht an die Kugel anschmiegt. Erst nach Zurücklegen eines größeren Weges wird der Durchmesser der Berührungs-Ringfläche schneller kleiner, so daß dann das Ventil öffnet. Der erste Teil des Weges wäre also praktisch verloren, so daß sich die oben erläuterte und in der Zeichnung dargestellte Anordnung der Berührungs-Ringfläche oberhalb der Kugelmitte als zweckmäßig erweist, wenn es darauf ankommt, einen möglichst kurzen Stößelhub zur Öffnung des Ventils zu erhalten.
  • Diese Verhältnisse sind in F i g. 2 a bis 2 c veranschaulicht. In F i g. 2 a umfaßt der Dichtungsring 19 die Ventilkugel 17 in der Mitte. Werden Ring und Kugel um einen Weg W1 gegeneinander verschoben, so ändert sich der Durchmesser der Berührungsfläche nur um einen relativ geringen Betrag, als Radiusdifferenz d6 veranschaulicht. Diese kleine Differenz kann ohne weiteres durch die Elastizität des Dichtungsmaterials kompensiert werden, so daß das Ventil auch weiterhin im wesentlichen geschlossen ist. Wenn der Stößelhub so groß geworden ist, daß Kugel und Ventil um den zweimal so großen Weg W, gegeneinander verschoben sind, ändert sich der Durchmesser der Berührungs-Ringfläche um einen deutlich größeren Betrag, wie sich ohne weiteres aus der Radiusdifferenz d, ergibt.
  • Daraus folgt, daß der dem Weg W1 entsprechende Stößelhub praktisch nutzlos ist und nur der der Differenz W2- W1 entsprechende Teil des Gesamthubes ausgenutzt wird. Wenn es also darauf ankommt, ein sicher schließendes Ventil zu haben, und der Betätigungshub keine Rolle spielt, empfiehlt es sich, die Ringpackung die Ventilkugel in der Mitte umfassen zu lassen; kommt es aber vor allem auf einen kurzen Arbeitshub an, empfiehlt es sich, die Packung gegenüber der Kugel etwas in Richtung auf den Stößel zu versetzen, wobei die genaue Größe der Versetzung einmal von den Eigenschaften des Packungsmaterials und zum anderen von dem möglichen Betätigungshub für eine bestimmte öffnungsdurchschnittsgröße abhängt.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Stößelbetätigtes, federbelastetes Kugelventil mit einem die Ventilkugel in Schließrichtung abdichtenden Dichtungsring, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Schließstellung der Ventilkugel durch Anlage gegen einen ringförmigen, harten Ventilsitz bestimmt ist und daß der erwähnte Dichtungsring die Kugel in Schließstellung mit einer Ringfläche berührt, deren Durchmesser praktisch dem Kugeldurchmesser entspricht.
  2. 2. Kugelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelmittelpunkt in Schließstellung der Kugel gegenüber der Berührungsfläche zwischen Kugelumfang und Dichtungsring in Richtung auf den Stößel verschoben ist.
  3. 3. Kugelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring in an sich bekannter Weise in einer ringförmigen Ausnehmung des Ventilkörpers liegt, die den Ventilsitz umgibt und deren Boden derart konisch ist, daß die Höhe der Ausnehmung im Innern kleiner als die Stärke des Dichtungsringes ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 840 559; französische Patentschrift Nr. 1228 201; USA.-Patentschrift Nr. 2 929 401.
DEU8429A 1959-02-26 1961-10-31 Stoesselbetaetigtes Kugelventil Pending DE1186713B (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEU8429A DE1186713B (de) 1961-10-31 1961-10-31 Stoesselbetaetigtes Kugelventil
CH1166262A CH368351A (fr) 1959-02-26 1962-10-04 Valve hydraulique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEU8429A DE1186713B (de) 1961-10-31 1961-10-31 Stoesselbetaetigtes Kugelventil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1186713B true DE1186713B (de) 1965-02-04

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ID=7566389

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DEU8429A Pending DE1186713B (de) 1959-02-26 1961-10-31 Stoesselbetaetigtes Kugelventil

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DE (1) DE1186713B (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE840559C (de) * 1949-12-29 1952-06-03 Brown Verfahren zur Erzeugung von Blockeis
US2929401A (en) * 1957-03-11 1960-03-22 Herbert M Cowan Check valve with plural seating
FR1228201A (fr) * 1959-03-09 1960-08-29 Start Marine Clapet à bille

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE840559C (de) * 1949-12-29 1952-06-03 Brown Verfahren zur Erzeugung von Blockeis
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FR1228201A (fr) * 1959-03-09 1960-08-29 Start Marine Clapet à bille

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