DE1500220A1 - Kugelventil - Google Patents

Description

1B00220

B.C. Richards & Co.PTY.LTD
Geebung, Brisbane, Queensland
Australien

K uge !ventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelventil das insbesondere für hohe Drucke geeignet ist mit besonderem Vorzug in großen Abmessungen gefertigt

werden kann· i

Ein Kugelventil der infragestehenden Art besteht im wesentlichen aus einem Kugelkörper, dessen Arbeitsflächen kugelig gestaltet sind und der einen axialen Durchlaß enthält, sowie einen fUr den drehbaren Einbau des Kugelkörpers in einem Gehäuse, derart, daß die Durchlaßöffnung bei geöffnetem Ventil in der Durchflußrichtung verläuft, in der Schließstellung dagegen zu der Durchflußrichtung senkrecht steht.

Einer der Hauptvorteile derartiger Ventile ist darin zu sehen, daß bei geöffnetem Ventil ein gerader, von Wirbelung freier Durchfluß besteht, und daß Reinigungswerkzeuge axial und unbehindert durch das Ventil hindurch- a

geführt werden können.

Bei einem Kugelventil ist es erwünscht, daß der Verschleiß an den Sitzflächen des K uge !körpers ausgeglichen wird, um während der Lebensdauer des Ventils eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten, und um die Möglichkeit zu schaffen, den auf den Kugelkörper wirkenden Abdichtungsdruck einzustellen.

Es ist ein Ziel der Erfindung eine NächsteI!anordnung Verfügbar zu machen, bei welcher die Ausfluchtung des axialen Durchlasses des Kugelkörpers mit den Durchgängen desyOehäuses nicht beeinträchtigt wird.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verfügbormochung eines Kugelventils mit einem Nachstellmechonismus, der ohne Öffnung des Ventils betätigt werden kann, das heißt, dessen Betätigungsvorrichtung außerhalb des Ventilgehäuse* liegt«

Die Erfindung besteht demgemäß aus einem Kugelventil mit einem Ventilgehäuse, einem in dem Gehäuse untergebrachten mit diametraler Bohrung versehenen Kugelkörper, einem zu dem Kugelkörper führenden und einem weiteren von dem Kugelkörper wegführenden Durchgang, einem Dichtungsring für den Kugelkörper, welcher einen der Durchgänge umfaßt, einem zweiten Dichtungsring für den Kugelkörper, weicherden zweiten Durchgang umfaßt, und einer Nachstellvorrichtung für die Einstellung des zweiten Dichtungsringes in Richtung zum oder in Richtung von dem Kugelkörper, und zwar in axialer Richtung,

Mit besonderem Vorzug ist die Nachstellvorrichtung so ausgeführt, daß sie von der Außenseite des Ventilgehäuses aus betätigt werden kann»

Im folgenden sollen anhand der Zeichnungen verschiedene Ausftjhrungsformen der Nachstellvorrichtung erläutert werden; in der Zeichnung zeigt

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Kugelventil mit Nächste!I-vorrichtung;

Figur 2 einen teilweisen Längsschnitt mit Darstellung einer zweiten Ausführungsmöglichkeit für die Nachstellvorrichtung;

Figur 3 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Darstellung eines Ventils welches mit einer dritten Ausfuhrungsform der Nachstellvorrichtung ausgestattet ist«

Nach Figur 1 besteht das Gehäuse des Kugelventils aus zwei Teilen 10 und welche an ihrem nach auswärts weisenden Flanschen 12, 13 miteinander verschraubt sind und die Sitzfläche für einen Kugelkörper 14 bilden. Das Teil trägt einen Einlaßflansch 15 und einen Durchgang 16, das Teil 11 ist mit einem Ausgangsflansch 17 und einem. Durchgang 18 versehen. 909846/0187

Der Kugelkörper 14 enthält eine diametrale Bohrung 19, welche bei der dargestellten Offenstellung des Ventils in einer Flucht mit den Durchgängen 16 und 18 verläuft und den gleichen Durchmesser wie die Durchgänge hat, so daß ein gerade wirbelungsfreier Durchfluß geschaffen ist.

Der Sitz des Kugelkörpers wird von zwei Dichtungsringen 20 und 21 gebildet, welche aus Polytetrafluor-Äthylen gefertigt sind und die Durchgänge 16 beziehungsweise 18 umfassen. Die Dichtungsringe sind so gestaltet, daß sie an der kugeligen Oberfläche des Kugelkörpers 14 anliegen.

Der Ventil-Betätigungsmechanismus besteht aus einer in dem Teil 10 des Gehäuses drehbar gelagerten Spindel 22, welche in Üblicher Weise mit einer f

Druckdichtung ausgestattet ist und an dem unteren Ende einen abgeflachten Ansatz 23 trägt, welcher gleitbar in einem Schlitz 24 auf dem oberen Teil des Kugelkörpers 14 eingreift. Bei Verdrehung der Spindel 22 wird der Kugelkörper aus der Offenstellung in die Schließstellung Überfuhrt oder umgekehrt«

Der Ring 21 liegt an einem starren Stützring 25 an, welcher in einer ringförmigen Vertiefung 26 des Durchgangs 18 axial verschiebbar ist. Der Stutzring 25 und der Durchgang 18 sind koaxial und besitzen gleichgroßen Innendurchmesser. In der ringförmigen Vertiefung 26 ist ein zweiter Ring 27 vorgesehen, weicher quer «um Durchgang 18 verschiebbar ist und an dem Ring 25 längs einer Schrägfläche 28 anliegt. I

Die Querverschiebung des Ringes 27 erfolgt mittels einer Schraube 29 welche durch das Gehäuseteil 11 hindurchgeführt ist und in Gewinde des Ringes 27 eingreift. Dank der schrägen Anlagefläche 28 wird bei der Querverschiebung des Ringes 27 der Ring 25 axial mit Bezug auf die Durchgänge 16, 18 verschoben und bewirkt dadurch die Einstellung des Dichtungsrings einundzwanzig in Richtung zuoder von dem Kugelkörper 14.

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Der flache Ansatz 23 der Spindel 22 und der Schlitz 24 an dem Kugelkörper 14 ermöglichen eine Längsverschiebung des Kugelkörpers, wenn sich derselbe in der Schließstellung befindet; außerdem ist eine geringe Verdrehung des Kugelkörpers um seine Mittelachse möglich, um den an den Sitzflächen wirksamen Druck auszugleichen«

Auf diese Weise wird die Einstellung des Dichtungsrings 21, die durch den Stutzring 25 bewirkt wird, durch die Bewegung des Kugelkörpers 14 auf den Dichtungsring 20 Übertragen; die Druckeinstellung an beiden Dichtungsringen wird durch die Verschiebung eines einzigen Stutzrings 25 erwirkt.

W Figur 2 zeigt einen Teilschnitt einer anderen Ausfuhrungsform, welcher der

rechten Hälfte der Figur 1 entspricht« Nach Figur 2 liegt der Dichtungsring 21 an dem radialen Flansch 30 eines StUtzrings 31 an, welcher in einer ringförmigen Vertiefung 32 des Durchgangs 18 in axialer Richtung verschiebbar ist.

Die Vertiefung 32 ist für das Einpressen von Fett eingerichtet« Dazu ist ein durch das Gehäuseteil 11 hindurchgefühlter Nippel 33 vorgesehen, der einen Ventilkörper 34 enthält« An beiden Seiten der Vertiefung 32 und zwar hinter dem L-förmigen Ring 30/ 31 sind konkave nachgiebige Dichtungsringe 35, eon C-förmigem Querschnitt vorgesehen· Der auf der FettfUllung lastende Druck ) drängt den Ring 30, 31 gegen den Dichtungsring 21 und druckt zugleich die

hornförmigen Flansche der Dichtungen 35, 36 fest gegen die Wandung der Vertiefung 32 und gegen die Außenfläche des Ringes 31, so daß ein Durchtritt des Fettes verhindert ist.

Die Bewegung des Dichtungsrings 21 wird durch den Kugelkörper auf den nichtdargestellten Dichtungsring im Einlaß-Durchgang Übertragen, wie es in Verbindung mit Figur 1 erläutert worden ist«

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Figur 3 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Kugelventil, welches teilweise aufgeschnitten ist, um die Einzelheiten der Nachstellvorrichtung leichter erkennbar zu machen. Zu der Nachstellvorrichtung gehört ein verdrehbarer Ring und ein Dichtungsring.

Anstelle eines einzigen Dichtungsringes in dem Auslaß-Durchgang ist ein zusammengesetztes Ringgebilde vorgesehen, welches aus einem aus Polytetrafluor-Athylen gefertigten Dichtungsring 37, der an dem Kugelkörper 14 ankiegt und radial einwärts und von dem Kugelkärper wegweisender Richtung verjüngt ist, einem Stutzring 38 aus Metall, welcher radial auswärts und in einer zu dem Kugelkörper weisenden Richtung verjüngt ist, und einer gewellten Feder 39 besteht* Ein in axialer Richtung beweglicher Nachstellring 41 liegt in einer ringförmigen Vertiefung 42 des Durchgangs 18 und bildet mit der Bohrung des Kugelkörpers und dem Durchgang 18 eine zusammenhängende Flucht·

Der Ring 41 ist an sehem Umfang mit einer Nut 43 versehen in welche Vorsprung 44 eingreift, der exzentrisch an einer drehbaren Welle 45 sitz, die durch das Gehäuseteil 11 greigr.

Die rückwärtige Stirnfläche 46 des Ringes 41 ist in Umfangsrichtung mit gleichmäßig verteilten keilförmigen Nuten 47 ausgestattet, deren Grundflächen von einem Ende des jeweiligen Ausschnittes zu dessem anderen Ende schräg verlaufen. An entsprechenden Stellen der Stirnfläche der Nut 42 sind halbkugelige Vertiefungen angebracht für die Aufnahme je einer Kugel 48, die in jeweils eine der Vertiefungen 47 hineinragen«

Beim Drehen des Bolzens 45 wird der Ring 41 unter Vermittlung des exzentrischen Vorsprungs 44 und der Nut 43 in Drehung versetzt, wobei die Kugel sich längs der ansteigenden Grundflächen der Auschnitte 47 bewegen. Dadurch wird der Ring 41 nach links gedrängt, wodurch der Dichrungsdruck auf den Stutzring 38 und den Dichtungsring 37 erhöht wird.

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Die nichtdargestellte Abdichtungsring-Anordnung auf der Einlo&eite des Ventils besteht aus einem Abdichtungsring 37, einem Stutzring 3& und einer Feder 39, wie sie ftjr den Auslaßdurchgong erläutert worden sind· Die auf der Einlaßseite befindliche Feder 39 liegt jedoch an der Stirnfläche einer die Einlaßöffnung umgebenden Ringnut an, nicht dagegen an der Stirnfläche eines NächsteIlrings 41.

Wie bereits in Verbindung mit Figur 1 erläutert worden ist, gleicht die Bewegung des Kugelkörpers 14 den auf die Dichtungsringe auf der Einlaß- und Auslaßseite wirkenden Druck aus« Wenn der Ring 41 nach rechts zurückbewegt wird, so verschiebt die Feder 39 in den Einlaß-Durchgang die Kugel 14 und gleicht dadurch den Druck wieder aus.

Dank der verjungten Form der StUtzringe 38 werden die Dichtungsringe 37 in auswärtsrichtung gegen das Gehäuse gedrängt unctfwincen dadurch einen dichten Abschluß längs der Umfangsfläche des Dichtungsrings 37. Gleichzeitig werden die Dichtungsringe gegen den Kugelkörper 18 gedrängt, wodurch eine Abdichtung längs der Oberfläche des Kugelkörpers geschaffen wird.

Die Ausfuhrungsform nach Figur 3 hat den Vorteil, daß eine Kalibrierung möglich ist, das heißt, eine Anzeige der maximalen Nachstellung, die bei weiterem Verschleiß eine Erneuerung der Dichtungsringe 37 oder des Kugel-" körpers 14 erforderlich macht.

Zu diesem Zweck ist eine Platte 50.mit längs eines Bogens verlaufender Reihe von Löchern 51, die im gleichen Albstand von dem Bolzen 45 haben, auf letzterem befestigt« Ein Bolzen 52 kann durch jeweils eine der Bong 51 in die Wand des Gehäuseteils 11 eingeschraubt werden, um dadurch den Bolzen 45 in der jeweils gewünschten Einstellung festzulegen. Sobald die letzte Bohrung 51 erreicht ist, befindet sich die Kugel 48 an der tiefsten Stelle der Ausschnitte 47, so daß eine weitere Nachstellung nicht mehr möglich ist.

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Die Kugeln 48 können durch Stifte ersetzt werden, die in Bohrungen auf der Stirnfläche der Ringnut 42 vorgesehen sind, und an ihrem vorstehenden Ende abgerundet sind«

Bei allen dargestellten und erläuterten Ausfuhrungsformen werden die * Dichtungsringe durch starre in axialer Richtung bewegliche StUtzringe abgestutzt. Da das Spiel zwischen den Metallflächen des Kugelkörpers 14 und des Gehäuses gering gehalten werden kann, ist bei allen Ausfuhrungsbeispielen eine Metali auf Metall-Dichtung gewährleistet, für den Fall, daß die Dichtungsringe ausgebrannt sind.

im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Änderungen der erläuterten Anordnungen möglich·

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Claims (8)

B.C. Richards & Co. PTY«LTD. Geebung, Brisbane, Queensland Australien Patentansprüche

1. Kugelventil, bestehend aus einem Ventilgehäuse, einem in dem Gehäuse befindlichen, diametral durchbohrtem Kugelkörper, zwei Durchgängen für das Strömungsmittel, von welchem der eine zum und der andere vom Kugelkörper fuhrt, und je einem an dem Kugelkörper anliegenden Dichtungsring in beiden Durchgängen, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Dichtungsringe auf der dem Kugelkörper abgewandten Seite an einem starren Stütz ring anliegt, der mittels einer Nachstellvorrichtung in Richtung der Achse des zugeordneten Durchgangs verschiebbar ist«

2. Kugelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung auf der stromabwärts gelegenen Seite des Kugeikörpers angeordnet ist.

3. Kugelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Betätigungsmechanismus für die öffnung und Schließung des Ventils an den Kugelkörper über eine nicht formschiussige Kupplung derart angeschlossen ist, daß der Kugelkörper Bewegungsspiel behält.

4. Kugelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung von einem abgeflachten vorspringenden Teil des Betätigj.ijsmechanismus und einer Schlitzführung an dem Kuge!körper gebildet ist.

5. Kugelventil nach einem der Ansprüche 1 bis A₁ dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Dichtungsring wegweisende Fläche des SfUtzrings eben und zur Achse des zugeordneten Durchgangsgeneigt ist,υ nd daß ein Nachstellring vorgesehen ist, welcher an der Schrägfläche des StUtzrings mit einer ähnlichen Schrägfläche anliegt und mit Hilfe seines Betätigungsmechanismus quer zum Durchgang verschiebbar ist.

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6. Kugelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzring in Längsrichtung des Durchgangs mittels eines Flüssigkeits-Druckmechanismus verschiebbar ist, welcher auf der dem Dichtungsring abgewandten Seite des Stutzrings liegt.

7» Kugelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring einen L-Querschnitt hat und mit einer Ringnut des zugeordneten Durchgangs einen an eine Druckmittelquelle anschließbaren Ringraum begrenzt.

8. Kugelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, A

daß an dem Stutzring auf der dem Dichtungsring abgewandten Seite ein Nachstellring anliegt, daß beide Ringe in einer Ringnut des zugeordneten Durchgangs verschiebbar sind, daß der Nachstellring mittels einer äußeren Betätigung um die Achse des Durchgangs verdrehbar ist, und daß an der von dem Dichtungsring abgewandten Stirnfläche des Nächste 11 rings sowie an der ihm zugewandten Stirnfläche der Ringnut des Durchgangs Vorschuborgane angebracht sind, welche bei der Drehbewegung des Nächste!Irings zugleich eine axiale Verschiebung desselben bewirken.

9* Kugelventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die

Vorschuborgane aus keilförmigen Ausschnitten auf der einen Stirnfläche und λ

Vorsprüngen auf der anderen Stirnfläche bestehen«

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