DE1550380A1

DE1550380A1 - Ventil mit klappenfoermigem Ventilkoerper

Info

Publication number: DE1550380A1
Application number: DE19661550380
Authority: DE
Inventors: Felton George Aubrey
Original assignee: Loewy Engineering Co Ltd
Current assignee: Loewy Engineering Co Ltd
Priority date: 1965-09-22
Filing date: 1966-09-20
Publication date: 1969-09-25
Also published as: NL6613316A; CH450087A; ES331441A1

Description

Ventil mit klappenförmigem Ventiikörp.er

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit klappen-

förmigem Ventilkörper, der im Durchlaökanal des Ventilgehäuses

um eine Querachse schwenkbar gelagert ist.

Dienen solche Ventile zur Steuerung der Strömung eines

unter hohem Druck stehenden Mediums, dann ergeben sich Sehwie-

rigkeiten hauptsächlich aus dem Umstand, daß sich der klappen-

förmige Ventilkörper in der Schließstellung unter der vollen

Kraft durchbiegt' die sich ans dem Untereehied der beiderseits

des Ventilkörpers herrschenden Drücke des Mediums ergibt. Die

bisher bei solchen Ventilen für den Vontilkörper vorgesehenen

einfachen Lager neigen unter dem Einßlufl der Biegung des Ven-

tilkörpers zum Klemmen. Man mußte auo diesem Grunde den schei-

benförmigen Teil dem Ventilkörpers und dessen Lagerzapfen ver-

hältnismäßig groß

um sie genügend biegungeatsit zu

machen. Das verteuert aber den Ventilkörper und erhöht sein Gewicht. Auch wird dadurch der im geöffneten Zustand des Ventils freigegebene Strömungsquerschnitt verringert. In vielen Fällen führten diese Mängel dazu, daß man von der Verwendung von Ventilen mit klappenförmigem Ventilkörper absehen und stattdessen Hähne verwenden mußte.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, die geschilderten Mängel zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der schwenkbaren Lagerung des klappenförmigen Ventilkörpers kugelförmige Lager dienen, die auf der Schwenkachse des klappenförmigen Ventilkörpers beiderseits des Durchgangskanals angeordnet sind.

Bei manchen Anordnungen nach der Erfindung bestehen die kugelförmigen Lager aus im Ventilgehäuse vorgesehenen kugeligen Pfannen, die je eine Kugel aufnehmen, welche mit einer Bohrung versehen ist. In die Bohrungen der Kugeln ragen Zapfen hinein, die gleichachsig mit der Schwenkachse des Ventilkörpers angeordnet sind und je mit dem einen Ende am Ventilkörper befestigt sind. Der eine der Zapfen kann durch die betreffende Kugel hindurchgehen und eine Triebwelle zum Versohwenken des Ventilkörpers bilden.

Bei einer anderen Anordnung nach der Erfindung können die

Kugeln, die je in einer kugeligen Pfanne des Gehäuses gelagert

sind, am Ventilkörper befestigt sein und von einem besonderen

Körper gebildet werden. Zu diesem Zweck können die Kugeln Schäfte

habon, die tioh längs der SQhwenkaah*e des Ventilkörpers er-

strecken und in hohle Stutzen eingreifen, die am Ventilkörper vorgesehen sind. Vorzugsweise ist eine der Kugeln zwecks Verschwenkens des Ventilkörpers mit einer Triebwelle gekuppelt" Diese Kupplung der Triebwelle mit einer der Kugeln kann durüh eine'Univerealkupplung erfolgen. Bei einet bevorzugten Anordnung ist diese eine Kugel hohl ausgebildet und ihre Innenfläche ist mit einer Keilnut versehen, z3!:n T*-nfenabmessung dieser Keilnut erstreckt sich in eineue J ';:>:?ne, di=y auf der Hauptebene des klappenförmigen Ventilkörpern senkrecht steht, Ein Keil greift in diese Keilnut und in eine auf der Triebwelle angeordnete Keilnut ein; Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß dieser Keil eine Verschwenkung des Ventilkörpers gegenüber der Triebwelle in der Ebene gestattet, die auf der Hauptebene des Ventilkörpers senkrecht steint.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 eine Ausführungsform des Ventils nach der Erfindung im geöffneten Zustande schematisch im Grundriß. Fig. 2..einen schematischen Längsschnitt des Ventil, in der Schließstellung, Fig. 3 und 4 Längsschnitte durch weitere Ausführungsformen der Erfindung im Schließzustande, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform im Längsschnitt ähnlich der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform und Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung der Lagerteile des Ventils der Fig. 5 in auseinandergezogener . Lage. . Das in den Figuren 1 und 2. gezeigte Ventil 10 mit klappenförmigem Ventilkörper 13 hat ein Gehäuse 14, das zwischen zwei Abschnitten 11 und 12 einer Rohrleitung eingefügt ist. Der Ventilkörper 13 ist im Gehäuse 14 um eine Querachse 15 schwenkbar gelagert und kann daher in die in Fig. 2 gezeigte Schließstellung oder in die in Fig. 1 gezeigte geöffnete Stellung versehwenkt werden. Die beiden Flächen des scheibenförmigen Ventilkörpers 13 sind Kegelflächen mit großen Kegelwinkel. An der Seitenkante hat dieser Ventilkörper zwei einander gegenüberliegende ausgebohrte Stutzen 16, 17, in die je ein Schaft 18, 19 einer Kugel 20 bzw. 21 eingreift und bei 22 verstiftet ist. Die beiden Kugeln 20, 21 sind hohl. Sie sind je in einer kugeligen Pfanne gelagert, die von einem geteilten Einsatz 23 gebildet wird. Die Teilungsebene nimmt die Schwenkachse 15 des Ventilkörpern auf. Jeder Einsatz 23 sitzt in einem hohlen Rohrstutzen 24, mit dem das Ventilgehäuse 14 versehen ist. Zum Verschwenken den Ventilkörpern 13 um die Achse 15 dient eine Triebwelle 25, die in den Hohlraum der Kugel 20 hineinragt, Bei der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Anordnung ist die Welle 25 in einer Buchse 26 gelagert, die an dem Einsatz 23 befestigt ist und ein Stückchen in das Innere der hohlen Kugel 20 hineinragt. Das innere Ende der Triebwelle 25 ist beiderseits mit Keilnuten versehen, Auch die Innenfläche der Kugel 20 hat Keilnuten, deren Tiefenabmessung sich in einer Ebene erstreckt, die auf der Hauptebene des klappenförmigen Ventilkörpers 13 senkrecht steht. In die Keilnuten der Welle 25 und der Kugel 20 ragen zwei Keile 27 hinein, deren von der Achse der Welle: 25 abgewandte Flächen gekrümmt sind, wie die Zeichnung zeigt: Ist das Ventil geschlossen und übt das Medium auf den scheibenförmigen Ventilkörper einen Druck aus, dann biegt sich der Ventilkörper unter diesem Druck. Dabei können sich die Kugeln 20 und 21 in den kugeligen Pfannen 23, 24 drehen, ohne darin zu klemmen, Da die Keile 27 in der Ebene angeordnet sind, in welcher der Ventilkörper 13 durchgebogen wird, tritt auch kein Klemmen in der Triebverbindung zwischen der Welle 25 und der Kugel 20 ein. Die Kupplung zwischen der Triebwelle und der Kugel kann auch als Univerealkupplung@ausiestaltet sein. Ein weiterer Vorteil der gezeigten- Anordnung besteht darin, daß man eine erhebliche elastische Verbiegung des Ventilkörpers 13 zulassen und den Ventilkörper und seine Lager daher schwächer und weniger steif ausführen kann als es möglich wäre, wenn der Ventilkörper biegungssteif ausgeführt werden müßte. Infolgedessen hat der Ventilkörper ein geringeres Gewicht, verursacht nur geringere Kosten und beeinträchtigt den Strdmungßquerschnitt im geöffneten Zustande weniger.

uei der in Fig; 3 geseigierÄ Ausführungsform der Erfindung

hat der klappenförrige VentilkdrPr 30 kurbelförmige Zapfen 31ai

31b, die aus einem Stück mit ihm bestehen und kugelförmig® Enden

39a, 32b haben. Jede dar beiden die Zapfenendenhiläenden Kugeln

ist in einer kugeligen Pfanne gelagert, die von den Innenflächen eines Einsatzes 34, 35 des Ventilgehäuses 33 gebildet wird. Die Lager sind daher gegenüber der Hauptebene des scheibenförmigen Ventilkörpers 30 versetzt-angeordnet. Der Einsatz ist geteilt und besteht daher aus zwei Ringen 34, 35, die aneinander anliegen und je eine Hälfte der Lagerpfanne bilden. Der Einsatz wird durch einen am Ventilgehäuse befestigten Ring 36 in Anlage an einer Ringschulter des Gehäuses gehalten. Die Kugel 32b hat an der vom Ventilkörper 30 abgewandten Seite eine viereckige Aussparung, die gleichachsig zur Schwenkachse des Ventilkörpers verläuft und zur Aufnahme deä im Querschnitt quadratischen Endes 38 der Triebwelle 39 dient, Das vierkantige Ende 38 greift mit Spielraum in die Aussparung ein. Aus diesem Grunde ist ein Klemmen der Triebwelle oder der Kupplung beim Verschwenken des Ventilkörpers untdr dem Einfluß seiner Verbiegung vermieden.

- Bei der in Pias e gezeigten Ausführungsform der Erfindung hat der klappenförmige Ventilkörper 50 zwei kurbelförmige Drehzapfen 51a, 5lb, mit denen er aus einem Stück besteht. Diese Drehzapfen sind drehbar in Bohrungen von Kugeln 53 gelagert! die ihrerseits in kugeligen Lagerpfannen gelagert sind. Diese Lagerpfannen werden von geteilten Einsätzen 34, 35 gebildet, die je in einer ringförmigen Aussparung des Ventilgehäuses 33 eingesetzt und in dieser Lage durch einen Ring 36 gehalten werden, ähnlich der Fig. 3. Der Drehzapfen 51b ragt aus der ihn tragenden Kugel 53 heraus und bildet die Triebwelle, mittels derer der klapgenförmige Ventilkörper 50 verschwenkbar ist.
Hin in den Pia. 5 und 6' 4ezeigte Ausführungsform der Erfin-dung wirkt ähnlich Wie dte in Pia, 3 gezeigte. Jedoch hat das Ventilgehäuse 60 an seineia einen axialen Ende eine zum Durchflußkanal 62 gleichachsige Aussparung 61. Außerdem erstrecken sich beiderseits de6 Durchflußkanals 62 im Gehäuse tiefe. Aussparungen 63, die von Zylinderflächen begrenzt sind und sich in der Achsenrichtung vom Boden der Aussparung 61 aus erstrecken. Jede dieser Aussparungen 63 nimmt einen zweiteiligen Einsatz 64 auf, dessen Hälften zwischen sich eine kugelige Pfanne bilden. In dieser Pfanne ist das kugelige Ende eines kurbelförmigen Lagerzapfens 66. gelagert, der aus einem Stück mit dem klappenfürmigen Ventilkörper 67 besteht. Die die Lagarpfanne bildenden Hälften des Einsatzes 64 sind miteinander bei 64a verstiftet: hieben einem der Einsätze 64 hat das Ventilgehäuse einen Ansatz 68 mit einer Querbohrung. In dieser Quer-'b®hrung ist eine kurze Triebwelle 69 drehbar gelagert, die sich radial zum Durchflußkanal des Gehäuses erstreckt und durch eine Bohrung des geteilten Einsatzes 64 hindurch bis in eine Aussparung 70 ragt, die in der betreffenden Kugel 63 vorgesehen ist und einen quadratischen tinerschnitt hat.-Das in die Aussparung 70 ragende Ende der Welle 69 ist als Vierkant 69a ausgebildet und greift mit Spielraum in die Aussparung 70 ein. An der Triebwelle kann ein Handrad befestigt werden; Zu diesem Zweck hat sie eine Keilnut 69b.
Die Einsätze 64 sind in ihrer Lage je durch einen Ring 71 gehalten, der in die Aussparung 61 eingepaßt und am Ventilgehäuse durch Schrauben 72 befestigt ist. Die Innenkante des Hinges 70 bildet den Ventilsitz, an den sich die Kante des klappenförmigen Ventilkörpers 67 in der Schließstellung abdichtend anlegt. Gewünschtenfails kann bei jeder Ausführungsform der klappenförmige Ventilkörper mit einer Umfangsnut zur Aufnahme eines Dichtungsringes versehen sein.

Claims

P a t e n t a n s .p r ü c h e 1. Ventil mit klapperförmigem Ventilkörper, der im Durchlaßkanal des Ventilgehäuses um eine Querachse schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbaren Lagerung des klappenförmigen Ventilkörpers. (13, 30, 59, 67) kugelförmige Lager (23, 34, 35, 64) dienen, die auf der Schwenkachse (15) des klappenförmigen Ventilkörpers beiderseits des Durchgangskanals angeordnet sind.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Lager aus kugeligen Pfannen (23, 34, 35) bestehen, die im Ventilgehäuse (14) angeordnet sind und zur Aufnahme von Kugeln (20, 21, 32a, 32b, 53) dienen, die an dem. klappenförmigen Ventilkörper (13, 30, 50, 67) sitzen.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (20, 21) von besonderen, am klappenförmigen Ventilkörper (i3) befestigten Körpern gebildet werden. 4. nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die :ttgeln (20s 21,'z (18, 19) haben, die sich längs der Achse (15) erstrecken und in ausgebohrte Stutzen (16, 17) des klappenförmigen Ventilkörpers hineinragen. 5. Ventil nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer der Kugeln (20, 32b) eine Triebweile (25r 39) zum Verschwenken des Ventilkörpers gekuppelt ist. 6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebwelle mit der Kugel durch eine Universalkupplung in Verbindung steht. 7. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Triebweile gekuppelte Kugel (20) hohl ausgestaltet ist und auf ihrer lnnenfläche eine Keilnut hat, deren Tiefenabmessung sich in einer rechtwinklig zur Hauptebene des klappenförmigen Ventilkörpers verlaufenden Ebene erstreckt, und daß ein Keil (27) in diese Keilnut und in eine auf der Triebwelle (25) angeordnete Keilnut hineinragt und eine Schwenkbewegung des klappenförmigen Ventilkörpers (13) mit Bezug auf die Triebwelle (25) in der Ebene gestattet, die rechtwinklig zur Rauptebene des Ventilkörpers verläuft. B. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den kugeligen Pfannen (34, 35) des Ventilgehäuses drehbar gelagerten Kugeln (53) mit Bohrungen versehen sind, welche Zapfen (51a, 51b) aufnehmen, die gleichacheig zur Schwenkachse des Ventilkörpers (50) angeordnet und je mit einem Ende am Ventilkörper befentigt sind. g. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer (51b) der beiden Zapfen durch die betreffende Kugel (53) hindurchragt und die Triebwelle für die Schwenkung des Ventilkörpers bildet. t0. Ventil nach einem der Ansprüche 2 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Pfannen von einem Einsatz gebildet wird, der längs einer Durchmesserebene der Pfanne geteilt und im Ventilgehäuse befestigt ist, ii. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnett daß die Durchmesserebene, längs welcher jeder Einsatz (64) geteilt ist, auf der Längsachse des Durehlaßkanals des Ventilgehäuses senkrecht steht und daß das Ventilgehäuse mit sich in Aehsenrichtung erstreckenden Aussparungen (63) zur Aufnahme der Einsätze (64) versehen ist. 12, Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigung der Einsätze (64) in den Aussparungen (63) je ein am Ventilgehäuse befestigter Ring (70) dient, dessen Innenkante den sich abdichtend an den Umfang de$ klappenförmigen Ventilkörpers in der Schließstellung anlegenden Ventileitz bildet.