DE1282378B

DE1282378B - Shut-off valve

Info

Publication number: DE1282378B
Application number: DE1964K0054810
Authority: DE
Inventors: Josef Rottenfusser
Original assignee: ANDREAS KARL FA
Current assignee: ANDREAS KARL FA
Priority date: 1964-12-17
Filing date: 1964-12-17
Publication date: 1968-11-07

Description

Absperrventil Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absperrventil mit einer Ventilspindel, die beidseits von einem Ventilsitz in einem Ventilgehäuse axial beweglich gelagert ist, einem auf der Ventilspindel axial verschiebbar angeordneten Ventilkörper, der durch eine Schließfeder in Richtung auf den Ventilsitz gedrückt ist, und einem Anschlag, der auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des Ventilkörpers an der Ventilspindel befestigt ist, bei geschlossenem Ventil einen gewissen Abstand vom Ventilkörper einnimmt und bei Bewegung der Ventilspindel in Öffnungsrichtung den Ventilkörper gegen die Kraft der Schließfeder vom Ventilsitz abhebt.Stop valve The present invention relates to a stop valve with a valve spindle on both sides of a valve seat in a valve housing is axially movably mounted, one arranged axially displaceably on the valve spindle Valve body, which is pressed by a closing spring in the direction of the valve seat is, and a stop on the side of the valve body facing the valve seat is attached to the valve spindle, a certain distance when the valve is closed from the valve body and when the valve spindle is moved in the opening direction lifts the valve body from the valve seat against the force of the closing spring.

Manche Geräte, z. B. ortsunabhängige Sterilisiergeräte, enthalten eine Anzahl von Absperrventilen für verschiedene Medien, z. B. heißes oder kaltes Wasser und Dampf, wobei die Ventile zum Teil in beiden Strömungsrichtungen beaufschlagt werden. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Ersatzteilbeschaffung ist es erwünscht, für die verschiedenen Medien nur einen Ventiltyp zu verwenden, für den jedoch äußerste Zuverlässigkeit und einfacher Aufbau gefordert werden. Häufig ist auch ein möglichst geräuscharmes Arbeiten erwünscht.Some devices, e.g. B. location-independent sterilizers included a number of shut-off valves for different media, e.g. B. hot or cold Water and steam, with the valves sometimes acting in both directions of flow will. For reasons of economy and the procurement of spare parts, it is It is desirable to use only one type of valve for the various media, for the however, extreme reliability and simple construction are required. Often is working with as little noise as possible is also desirable.

Es ist bereits ein Ventil mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt. Bei diesem Ventil handelt es sich jedoch um ein Servoventil, bei dem die Ventilkörper mit der Ventilspindel einen Gleitsitz bilden. Bei der Herstellung müssen enge Toleranzen eingehalten werden, da eine selbsttätige Einjustierung der Ventilkörper bezüglich der Ventilsitze wegen der engen Passung nicht möglich ist (französische Patentschrift 1268 580).A valve with the features mentioned at the beginning is already known. However, this valve is a servo valve in which the valve body forms a sliding seat with the valve spindle. Close tolerances must be observed during manufacture, since automatic adjustment of the valve bodies with respect to the valve seats is not possible due to the tight fit (French patent specification 1268 580).

Es ist ferner ein symmetrisches Ventil mit zwei Ventilsitzen und einem spulenförmigen Ventilkörper, der zwei Schließteller aufweist, bekannt. Die Bohrung des Ventilkörpers ist etwas weiter als der Durchmesser der Ventilspindel, und der Ventilkörper ist auf der Ventilspindel in axialer Richtung durch zwei Sprengringe festgelegt, die einen etwas größeren Abstand haben, als es der Länge des Ventilkörpers entspricht. Ein nennenswertes Verkippen des Ventilkörpers auf der Ventilspindel ist jedoch wegen der erheblichen Länge des Ventilkörpers nicht möglich. Außerdem ist der Ventilkörper in den ihm durch die Sprengringe gesetzten Grenzen frei auf der Ventilspindel beweglich, so daß er bei ungünstigen Strömungsverhältnissen Schwingungen ausführen kann, die zu erheblicher Geräuschentwicklung und starkem Verschleiß führen können (britische Patentschrift 903065). A symmetrical valve with two valve seats and a coil-shaped valve body which has two closing plates is also known. The bore of the valve body is slightly wider than the diameter of the valve spindle, and the valve body is fixed on the valve spindle in the axial direction by two snap rings, which are spaced slightly larger than the length of the valve body. A significant tilting of the valve body on the valve spindle is not possible because of the considerable length of the valve body. In addition, the valve body can move freely on the valve spindle within the limits set for it by the snap rings, so that under unfavorable flow conditions it can vibrate, which can lead to considerable noise and wear (British patent specification 903065).

Bei einem anderen bekannten Ventil ist der Verschlußkörper axial auf der Ventilspindel beweglich und gegen diese abgedichtet, es sind jedoch keine Maßnahmen getroffen, die eine automatische Anpassung des Schließkörpers an den Ventilsitz und eine Kompensation von Verschleißerscheinungen gewährleisten (USA.-Patentschrift 3 034 532).In another known valve, the closure body is axially open the valve spindle is movable and sealed against it, but there are no measures taken that an automatic adjustment of the closing body to the valve seat and ensure compensation for signs of wear (USA.Patent 3 034 532).

Weiterhin ist es bekannt, zur Anpassung des Schließkörpers an den Ventilsitz Kugelgelenke od. dgl. zu verwenden, was jedoch den Nachteil hat, daß sich solche Gelenke im Betrieb leicht verklemmen können (deutsche Patentschrift 507 469).It is also known to adapt the closing body to the To use valve seat ball joints or the like, but this has the disadvantage that such joints can easily jam during operation (German patent specification 507 469).

Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil mit den eingangs genannten Merkmalen anzugeben, das einfach im Aufbau und äußerst betriebssicher ist und leicht montiert, gewartet und repariert werden kann.The present invention is therefore based on the object of a shut-off valve indicate with the features mentioned above, which is simple in structure and extremely is operationally safe and easy to assemble, maintain and repair.

Diese Aufgabe wird bei einem Absperrventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das dem Ventilsitz abgewandte Ende des bezüglich der Ventilspindel um einen gewissen Winkel verkippbaren Ventilkörpers eine ringförmige Kante bildet, an der eine wenigstens annähernd kegelförmige Fläche einer auf der Ventilspindel geführten Buchse anliegt, die durch die Schließfeder gegen den Ventilkörper gedrückt ist.In the case of a shut-off valve, this task becomes the one mentioned at the beginning Kind according to the invention solved in that the end facing away from the valve seat of the with respect to the valve spindle by a certain angle tiltable valve body forms an annular edge on which an at least approximately conical surface a bush guided on the valve spindle rests, which is supported by the closing spring is pressed against the valve body.

Ein solches Absperrventil ist einfach im Aufbau und in der Montage, da keine Voreinstellung oder Justage erforderlich ist, die verschiedenen Teile werden vielmehr beim Zusammenbau einfach zusammengesteckt. Ein einwandfreies Arbeiten des Ventils läßt sich auch ohne enge Fertigungstoleranzen erreichen und ist auch noch bei einem erheblichen Verschleiß der verschiedenen Teile gewährleistet. Der Ventilkörper paßt sich der Lage des Sitzes und einem etwaigen Verschleiß der Dichtungen und der die Schließ- und Öffnungskraft übertragenden Teile automatisch an. Der Ventilkörper kann auch bei starker Anströmung nicht flattern und zu Geräuschen oder Verschleiß Anlaß geben, da er immer unter der Kraft der Schließfeder steht und jede Neigung zu Schwingungen durch die Reibung zwischen der Ventilspindel und den die Schließkraft von - der Schließfeder auf den Ventilkörper übertragenden Teilen gedämpft wird. Alle Verschleißteile sind äußerst leicht auszuwechseln. Es sind keine Gewinde oder Gelenke vorhanden, die einrosten oder durch Korrosion verklemmen können.Such a shut-off valve is simple in construction and assembly, since no pre-setting or adjustment is required, the various parts will be rather, simply plugged together during assembly. A flawless working of the Valve can be achieved without tight manufacturing tolerances and is still guaranteed in the event of considerable wear and tear on the various parts. The valve body adapts to the position of the seat and any wear on the seals and the the parts transmitting the closing and opening force are automatically connected. The valve body Can not flutter even with strong airflow and cause noises or wear Give cause, because he is always under the force of the closing spring and every inclination to Vibrations due to the friction between the valve spindle and the parts transmitting the closing force from the closing spring to the valve body is dampened. All wear parts are extremely easy to change. There are not any There are threads or joints that can rust or jam due to corrosion.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments and advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von zwei nicht einschränkend auszulegenden Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert, es zeigt F i g. 1 eine Axialschnittansicht eines Absperrventils gemäß der Erfindung in geschlossenem Zustand und F i g. 2 auf der rechten Seite eine vergrößerte Teilansicht des in F i g.1 dargestellten Ventils, ebenfalls in geschlossenem Zustand, und auf der linken Seite eine entsprechende Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Ventils gemäß der Erfindung in geöffnetem Zustand, beides im Axialschnitt (entsprechende Teile tragen gleiche Bezugszeichen).The invention is not restrictive in the following with reference to two to be interpreted embodiments explained in more detail with reference to the drawing, it shows F i g. 1 is an axial sectional view of a shut-off valve according to the invention in closed position State and F i g. 2 on the right-hand side is an enlarged partial view of the FIG i g.1 shown valve, also in the closed state, and on the left Page a corresponding partial view of a modified embodiment of a valve according to the invention in the open state, both in axial section (corresponding Parts have the same reference numbers).

Das in F i g.1 und auf der rechten Seite der F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält ein Gehäuse, das hier aus drei Teilen 2, 4, 6 besteht, von denen der mittlere einen Strömungskanal 8 bildet, der durch einen Ventilsitz 10 führt. Der obere Gehäuseteil 4 und der untere Gehäuseteil 6 bilden Lager 12,14 für eine Ventilspindel 16, auf der ein im ganzen mit 18 bezeichneter Ventil-oder Schließkörper angeordnet ist.The one in FIG. 1 and on the right-hand side of FIG. The exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 2 contains a housing which here consists of three parts 2, 4, 6, of which the middle part forms a flow channel 8 which leads through a valve seat 10 . The upper housing part 4 and the lower housing part 6 form bearings 12, 14 for a valve spindle 16, on which a valve or closing body designated as a whole by 18 is arranged.

Wie am deutlichsten aus F i g. 2 ersichtlich ist, umfaßt der Ventilkörper 18 ein Dichtungsgehäuse 20, einen Dichtungseinsatz 22 sowie eine elastische 0-Dichtung (Rundschnurring) 24, die den Ventilkörper gegen die Ventilspindel 16 abdichtet.As best seen in FIG. 2, the valve body 18 comprises a sealing housing 20, a sealing insert 22 and an elastic O-seal (O-ring) 24, which seals the valve body against the valve spindle 16.

Das Dichtungsgehäuse umfaßt einen die Dichtung 22 aufnehmenden, etwa hohlzylinderförmigen Teil 26, an den sich eine senkrecht zur Spindelachse verlaufende, etwa ringförmige Auflageschulter 28 anschließt. Der obere Teil 30 des Dichtungsgehäuses ist etwa kegelstumpfförmig, so daß ein im Querschnitt etwa dreieckiger Raum 32 zwischen der ebenen Oberseite der Dichtung 22 und der Innenwand des kegelstumpfförmigen Teils 30 gebildet wird. Der Querschnitt des Raumes 32 und der Durchmesser des Dichtungsringes 24 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Dichtungsring 24 so weit deformiert wird, daß eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet ist.The seal housing comprises an approximately hollow cylindrical part 26 which receives the seal 22 and which is adjoined by an approximately annular support shoulder 28 running perpendicular to the spindle axis. The upper part 30 of the seal housing is approximately frustoconical, so that a space 32 which is approximately triangular in cross section is formed between the flat upper side of the seal 22 and the inner wall of the frustoconical part 30. The cross section of the space 32 and the diameter of the sealing ring 24 are matched to one another in such a way that the sealing ring 24 is deformed to such an extent that a perfect seal is ensured.

Das oberste Ende 34 des Dichtungsgehäuses ist wieder etwa hohlzylinderförmig, sein Innendurchmesser ist um so viel größer als der Außendurchmesser der Spindel 16, daß der Ventilkörper 18 etwas bezüglich der Achse der Spindel 16 gekippt werden kann, um einen gleichmäßigen Auflagedruck zwischen Dichtung 22 und Ventilsitz 10 zu gewährleisten. Bei einer praktischen Ausführungsform war der Innendurchmesser des oberen Teils 34 des Dichtungsgehäuses etwa 6 % größer als der Außendurchmesser der Spindel 16.The uppermost end 34 of the seal housing is again roughly hollow cylinder-shaped, its inner diameter is so much larger than the outer diameter of the spindle 16 that the valve body 18 can be tilted somewhat with respect to the axis of the spindle 16 , in order to ensure an even contact pressure between the seal 22 and the valve seat 10 to ensure. In a practical embodiment, the inner diameter of the upper part 34 of the seal housing was approximately 6% larger than the outer diameter of the spindle 16.

Am oberen Ende des Dichtungsgehäuses ist eine ringförmige Kante 36 gebildet, die an einer kegelstumpfförmigen Fläche 38 einer Bundbüchse 40 anliegt, die unter dem Druck einer im oberen Gehäuseteil 4 gelagerten Schließfeder 42 steht. Die Schließfeder 42 ist relativ- kräftig bemessen und gewährleistet ein einwandfreies Schließen des Ventils unter allen vorgesehenen Betriebsbedingungen.At the top of the seal housing is an annular ridge 36 formed, which rests on a frustoconical surface 38 of a collar sleeve 40, which is under the pressure of a closing spring 42 mounted in the upper housing part 4. The closing spring 42 is dimensioned to be relatively strong and ensures proper operation Closing the valve under all intended operating conditions.

In Richtung auf den Ventilsitz 10 wird die Bewegungsfreiheit des Ventilkörpers 18 in axialer Richtung längs der Ventilspindel 16 durch einen Anschlag begrenzt, der durch einen Sprengring 44, der in einer Ringnut 46 der Ventilspindel 16 liegt und einen Anschlagteller 48 gebildet wird. Die von der Spindel 16 durchsetzte Mittelbohrung des Anschlagtellers 48 ist an dem dem Sprengring 46 zugewandten Ende erweitert, so daß der Anschlagteller 48 über diesen Springring übergreift und diesen auf der Spindel 16 sichert. Die Außenfläche 50 des Anschlagtellers 48 ist so geformt, daß der Strömungskanal bei geöffnetem Ventil (F i g. 2, links) eine möglichst strömungsgünstige Form, also beispielsweise einen etwa konstanten Querschnitt erhält.In the direction of the valve seat 10, the freedom of movement of the valve body 18 in the axial direction along the valve spindle 16 is limited by a stop which is formed by a snap ring 44 that lies in an annular groove 46 of the valve spindle 16 and a stop plate 48. The penetrated by the spindle 16 central bore of the stop plate 48 is extended to the 46 end facing the snap ring, so that the stopper plate 48 overlaps about this spring ring and this ensures on the spindle sixteenth The outer surface 50 of the stop plate 48 is shaped in such a way that the flow channel, when the valve is open (FIG. 2, left), has a shape that is as flow-favorable as possible, that is, for example, an approximately constant cross-section.

Das eine Ende der Ventilspindel 16 ist durch den unteren Gehäuseteil 6 (F i g.1) hindurchgeführt, so daß auf die Spindel eine der Schließfeder 42 entgegenwirkende Öffnungskraft ausgeübt werden kann. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist für Fernbedienung bestimmt, und das nach unten durchgeführte Ende der Ventilspindel 16 arbeitet mit einem Stößel 52 zusammen, der auf irgendeine geeignete Weise, z. B. durch einen Nocken oder einen elektromagnetischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb betätigt wird.One end of the valve spindle 16 is passed through the lower housing part 6 (FIG. 1), so that an opening force counteracting the closing spring 42 can be exerted on the spindle. The illustrated embodiment is intended for remote control, and the downwardly extending end of the valve stem 16 cooperates with a plunger 52 which in any suitable manner, e.g. B. is actuated by a cam or an electromagnetic, hydraulic or pneumatic drive.

Die in F i g. 2 links dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der bereits beschriebenen Ausführungsform nur hinsichtlich der Ausbildung der Dichtung. Während die bereits erwähnte Dichtung 22, die z. B. aus Polytetrafluoräthylen bestehen kann, in axialer Richtung relativ dick ist, wird in F i g. 2 links nur eine verhältnismäßig dünne Dichtungsringscheibe 22' verwendet, die mit einer Stützscheibe 54 aus Metall hinterlegt ist. Die Dichtung 22' kann beispielsweise aus einem Mischpolymerisat aus Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen bestehen, das bis etwa 200° C wärmebeständig ist.The in F i g. 2 embodiment of the invention shown on the left differs differs from the embodiment already described only in terms of training the seal. While the aforementioned seal 22, the z. B. made of polytetrafluoroethylene can exist, is relatively thick in the axial direction, is shown in FIG. 2 left only a relatively thin O-ring washer 22 'used with a support washer 54 is deposited from metal. The seal 22 'can, for example, be made from a copolymer consist of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, which are heat-resistant up to about 200 ° C is.

Bei geschlossenem Ventil (F i g.1, 2, rechts) ist die Ventilspindel 16 so weit in Richtung des unteren Lagers 12 verschoben, daß sich die Anschlagsanordnung 44, 48 etwas vom Ventilkörper 18 abheben kann. Da die ringförmige Kante 36 des Dichtungsgehäuses 20 mit der Kegelfläche 38 eine Art Kugelgelenk bildet (in der Praxis verformen sich die Anlageflächen ganz geringfügig), kann das untere Ende des Ventilkörpers 18 in ausreichendem Maße freischwenken, um einen gleichmäßigen Anpreßdruck längs des Umfanges des Ventilsitzes 10 zu gewährleisten. Das Dichtungsgehäuse 20 ist in Verbindung mit der Abschrägung 38 der Bundbüchse 40 vorzugsweise so bemessen, daß die Richtung der von der Bundbüchse auf das Dichtungsgehäuse übertragenen Kraft die Spindelachse etwa in der Mittelebene des Dichtungsringes 24 schneidet, wie durch einen Pfeil 56 (F i g. 2) angedeutet ist.When the valve is closed (FIG. 1, 2, right), the valve spindle 16 is displaced so far in the direction of the lower bearing 12 that the stop arrangement 44, 48 can lift slightly from the valve body 18. Since the annular edge 36 of the seal housing 20 forms a kind of ball joint with the conical surface 38 (in practice the contact surfaces deform very slightly), the lower end of the valve body 18 can pivot freely to a sufficient extent to ensure a uniform contact pressure along the circumference of the valve seat 10 to ensure. The seal housing 20, in conjunction with the bevel 38 of the collar sleeve 40, is preferably dimensioned so that the direction of the force transmitted from the collar sleeve to the seal housing intersects the spindle axis approximately in the center plane of the sealing ring 24, as indicated by an arrow 56 (F i g. 2) is indicated.

Claims

Claims: 1. Shut-off valve with a valve spindle which is axially movably mounted on both sides of a valve seat in a valve housing, a valve body which is arranged axially displaceably on the valve spindle and which is pressed by a closing spring in the direction of the valve seat, and a stop which is on the the valve seat facing side of the valve body is attached to the valve spindle, when the valve is closed, it occupies a certain distance from the valve body and when the valve spindle is moved in the opening direction, the valve body lifts off the valve seat against the force of the closing spring, characterized in that the end of the valve seat facing away from the valve seat the valve stem (16) by a certain angle tiltable valve body (18) forms an annular edge (36) on which an at least approximately conical surface (38) abuts a guided on the valve stem bush which by the closing spring (42) against the valve body is pressed.

2. Shut-off valve according to claim 1, characterized in that the diameter of the annular edge (36) with respect to the at least approximately conical surface (38) of the socket (40) is dimensioned so that the effective device (56) of the closing force transmitted to the valve body The axis of the valve spindle (16) intersects at least approximately in a plane which runs through the center of an annular seal (24) sealing the valve body against the valve spindle.

3. Shut-off valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the valve body (18) contains a housing (20) whose end facing the valve seat (10) has a has a relatively wide bore, which one the valve body against the valve seat sealing seal (22) receives, and its end facing away from the valve seat a has a relatively narrow cylindrical bore, the inner diameter of which is so much larger is than the outside diameter of the valve stem that the valve body around the certain Can tilt angle with respect to the axis of the valve spindle.

4. Shut-off valve according to claim 3, characterized in that the housing (20) has a central part (30) with a conical inner wall which delimits an approximately triangular cross-section space (32) in which the ring seal (24) is arranged.

5. Shut-off valve according to claim 3 or 4, characterized in that the housing (20) of the valve body receives a flat annular disk-shaped seal (22 ') and a metallic support disk (54). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 507 469, 529 109; French Patent Nos 1241293, 1268 580th; British Patent No. 903,065; U.S. Patent No. 3,034,532.