DE1600917C - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil mit einem in eine zylindrische Bohrung des Gehäuses eingesetzten zylindrischen Ventilsitzkörper, der gegen das Gehäuse durch Ringdichtungen abgedichtet und mittels eines Stopfens im Gehäuse eingeklemmt ist.

Bei derartigen Ventilen ist es notwendig, Dichtungen einerseits zwischen der Zuflußseite und der Abflußseite des Ventilsitzkörpers und andererseits zwischen dem Gehäuseinnenraum und der freien Atmosphäre vorzusehen, um das Ventil in jeder Hinsicht lecksicher zu machen.

Insbesondere bei hohen Belastungen, z.B. durch hohe Temperaturen oder hohe Drücke, war die Erzielung einer einwandfreien Abdichtung bisher immer mit großen Schwierigkeiten verbunden, weil die Dichtungen nicht nur dem Anpreßdruck des Stopfens, sondern auch dem dagegenwirkenden Druck der Ventilnadel ausgesetzt sind.

Bei einem bekannten Ventil (USA.-Patent 2 767 730) sind Dichtungsringe vorgesehen, die nur in radialer Richtung wirksam sein können, weil sie in Radialnuten des Ventilsitzkörpers eingelegt sind. In einem Fall ist dabei der Ventilsitzkörper zylindrisch ausgebildet, so daß auf die Dichtungsringe selbst überhaupt kein Druck ausgeübt werden kann, und im anderen Ausführungsbeispiel ist der Ventilsitzkörper kugelförmig ausgebildet, so daß die Dichtung, die zwischen dem Kugelsitzkörper und dem Stopfen angeordnet ist, dauernd einer wechselnden Belastung ausgesetzt ist, welche sich durch die Relativbewegung der Ventilnadel ergibt, so daß die Dichtung nach verhältnismäßig kurzer Zeit schon versagt. Außerdem ist diese bekannte Anordnung verhältnismäßig kompliziert und teuer.

Dasselbe gilt für eine andere Anordnung, die in dem USA.-Patent 3 073 566 beschrieben ist. Dort sind die Maßnahmen zur Erzielung einer sicheren Abdichtung noch komplizierter, ohne daß bezüglich der Erzielung einer besseren und dauerhaften Abdichtung die eben geschilderten Nachteile vermieden werden können.

Die Erfindung erlaubt es, den Anpreßdruck der beiden Dichtungen mit einfachen Mitteln unabhängig vom Schließdruck der Ventilnadel einzustellen und jede Dichtung für sich unabhängig von der anderen anzupressen.

Außerdem soll das Ventil möglichst einfach montierbar und sollen die Dichtungen auf einfache Weise auswechselbar sein.

Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen zwischen in axialer Richtung relativ zueinander verstellbaren Ansätzen angeordnet sind und in den Stopfen eine axial verstellbare Spannschraube angeordnet ist, die auf den Ventilsitzkörper und auf die zwischen Zulauf seite und Ablaufseite des Ventilsitzkörpers angeordnete Dichtung drückt.

Dadurch wird einerseits ein sehr einfacher Aufbau des Ventils und einfache geometrische Formen der Einzelteile des Ventils erzielt, und andererseits wird gewährleistet, daß der von der Ventilnadel auf den Ventilsitzkörper ausgeübte Druck sich nicht auf die Dichtungen überträgt, sondern von dem mit dem Ventilgehäuse starr verbundenen Stopfen vermittels der Spannschraube aufgenommen wird. Die Dichtungen sind somit keiner wechselnden Beanspruchung ausgesetzt, die frühzeitig zu ihrem Ausfall führen könnte. Sehr wesentlich ist dabei auch, daß sich durch diese Maßnahmen die Dichtungen zwischen der Zuflußseite und der Abflußseite des Ventilsitzkörpers einerseits und zwischen dem Gehäuseinnenraum und der freien Atmosphäre andererseits unterschiedlich anpressen lassen.

An Hand der Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Die Einzelheiten der Ausführungsbeispiele sind, auch soweit Unteransprüche darauf gerichtet werden, nur im Rahmen der Erfindung nach dem Hauptanspruch geschützt. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Ventil,

F i g. 2 auseinandergezogen die Einzelteile der Fig.l,

F i g. 3 eine Draufsicht einer anderen Ausführung des Ventils,

F i g. 4 einen Teilschnitt gemäß H-II der F i g. 3, F i g. 5 eine Einzelheit im Querschnitt einer anderen Ausführungsform einer Dichtungsanordnung.

Das erfindungsgemäße Ventil besteht aus einem

Gehäuse 1, das in an sich bekannter Weise mit zwei Anschlußflanschen 2 und 3 versehen ist, die seinen Einbau in nicht dargestellte Rohrleitungen ermögliehen.

Im Gehäuse 1 sind ein in der Mitte des Flansches 3 mündender Kanal 4 und ein mit einer zentralen Öffnung des Flansches 2 in Verbindung stehender Kanal 5 vorgesehen.

Außerdem ist im Gehäuse 1 eine senkrechte Bohrung 6 vorgesehen, in der eine Nadel 7 in an sich bekannter Weise verschiebbar ist, und zwar sowohl nach unten, wie durch den Pfeil 8 angedeutet, als auch in entgegengesetzter Richtung.
Unten mündet die Bohrung 6 in eine zylindrische Bohrung 9 (Fig. 2) von größerem Durchmesser, so daß ein Ansatz in Form einer Ringschulter 10 entsteht, die eine scharfe Kante 11 bildet. Die zylindrische Bohrung 9 erstreckt sich im Gehäuse 1 bis an dessen Unterkanten.

Der Kanal 4 mündet oberhalb der Ringschulter 10 in die Bohrung 6. Der Kanal 5 mündet dagegen unterhalb der Ringschulter 10 in der Wand der Bohrung 9.

In der Bohrung 9 sitzt ein einsetzbarer Ventilsitzkörper 12 von zylindrischer Form, in dem eine radiale Bohrung 13 und eine axiale Bohrung 14 vorgesehen sind; oben ist die axiale Bohrung 14 so ausgeweitet, daß sie einen konischen Sitz 15 bildet, der dazu bestimmt ist, mit der Nadel 7 zusammenzuwirken.

Die Bohrung 14 mündet in die Bohrung 13, die beim zusammengebauten Ventil (F i g. 1) mit dem Kanal 5 fluchtet.

Oben am Ventilsitzkörper 12 ist ein zylindrischer Hals 16 kleineren Durchmessers, der von einem Ringbund 17, der eine scharfe Innenkante 18 bildet, eingefaßt ist.

Unten hat der Ventilsitzkörper 12 einen weiteren zylindrischen Hals 19, der ebenfalls einen kleineren Durchmesser hat und in gleicher Weise am Umfang von einem Ringbund 20 als Ansatz, der eine scharfe Innenkante 21 bildet, eingefaßt ist. Die Mitte des Halses 19 bildet eine zylindrische Ausnehmung 22.

Vervollständigt wird das Ventil durch einen massiven Stopfen 23, dessen obere Fläche mit einem ringförmigen, nach oben vorspringenden Ringbund 24 versehen ist. Der Innendurchmesser dieses Ringbundes 24 ist gleich dem Außendurchmesser des

Halses 19. Andererseits ist der Außendurchmesser des Ringbundes 24 im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Körpers 12 und damit auch gleich dem Durchmesser der zylindrischen Bohrung 9.

In der Mitte ist der Stopfen 23 von einem Gewindeloch durchsetzt, in dem eine Spannschraube 25, die an ihrer Spitze mit einem Schaft 26 versehen ist, montiert ist.

Es sind nicht dargestellte bekannte Mittel vorgesehen, um die Befestigung und das Anpressen des Stopfens 23 am Unterteil des Gehäuses 1 zu gewährleisten.

Um einen dichten Zusammenbau zu gewährleisten, verwendet man drei Dichtungen aus vorzugsweise elastischem, metallischem Material, und zwar

eine Ringdichtung 27 mit dem Querschnitt eines Trapezes mit innerer großer Grundlinie, die auf dem Hals 16 sitzt,

eine Ringdichtung 28 gleich der obigen, die in unmittelbarer Nähe des Ringbundes 20 auf dem Hals 19 sitzt, und

eine Ringdichtung 29 mit viereckigem Querschnitt mit oben abgeschrägter Fläche, die unterhalb der Dichtung 28 ebenfalls auf dem Hals 19 sitzt..

Die Ringdichtung 29 ist so angeordnet, daß ihre schräge obere Fläche sich an die angrenzende Fläche der Ringdichtung 28 anlegt. Überdies ist die untere Ringfläche 30 der Ringdichtung 29 flach und nimmt den Druck des Ringbundes 24 des Stopfens 23 auf.

Der Zusammenbau wird folgendermaßen bewerkstelligt: Nachdem der Ventilsitzkörper 12, wie in F i g. 2 dargestellt, mit den Dichtungen 27, 28 und 29 ausgestattet ist, genügt es, diesen in die Bohrung 9 einzuführen und dann den Stopfen 23 mit den vorgenannten bekannten, nicht dargestellten Mitteln an der Unterseite des Gehäuses 1 zu befestigen. Der zwischen dem Hals 19 und der Wand der Bohrung 9 befindlicheRingbund 24 drückt dann die Ringdichtung 27 mit dem Teil 12 fest gegen die Ringschulter 10. Dabei wird die trapezförmige Ringdichtung 27 zwischen den beiden scharfen Kanten 11 und 18 eingeklemmt, die sich in ihr Material eindrücken und eine absolute Abdichtung gewährleisten. Desgleichen preßt sich die obere Fläche der Ringdichtung 28 an die scharfe Kante 21 des Ringbundes 20.

Danach wird die Spannschraube 25 von außen angezogen, die am Boden der Ausnehmung 22 angreift und den Druck dabei auf die obere Ringdichtung 27 überträgt.

Die Dichtungen 27,28 und 29 werden vorzugsweise aus Metall hergestellt, vor allem aus Kupfer, Stahl oder Aluminium. Man wechselt sie bei jeder Demontage gegen neue Dichtungen aus.

Zum Nachprüfen des Ventilsitzes 15 und der Nadel bzw, zum Reparieren oder Auswechseln desselben braucht somit nur der Stopfen 23 abgenommen und der Teil 12 herausgezogen zu werden, eine Maßnahme, die an Ort und Stelle durchgeführt werden kann, ohne daß das ganze Ventil zerlegt oder ausgebaut werden muß.

Bei dem in den F i g. 3 und 4 dargestellten Beispiel ist ebenfalls eine obere Ringdichtung 27 mit trapezförmigem Querschnitt vorgesehen, deren Zusammendrücken durch Druck gegen den Boden der Ausnehmung 22 des Teiles 12 und Einklemmen zwischen der Kante 18 dieses Ventilsitzkörpers 12 und der Kante 11 des Gehäuses 1 bewerkstelligt wird.

Dagegen ist hier unten am Ventilsitzkörper 12 nur eine einzige Ringdichtung vorgesehen. Bei dem in F i g. 4 dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Ringdichtung 40 mit einem Querschnitt in Form eines Trapezes, dessen innere große Grundlinie auf der Außenwand des Ventilsitzkörpers 12 liegt, deren Außenfläche hier über die ganze Höhe bis zur vorgenannten oberen Kante 18 eben und zylindrisch ist.

Die Ringdichtung 40 wird zwischen einer unten am

Gehäuse 1 vorgesehenen scharfen Kante 41 und einer weiteren, durch den Innenrand des Ringbundes 43 eines Stopfens 44 bestimmten Kante 42 zusammengepreßt. Der Verschlußstopfen 44 hat nahe dem Ringbund 43 eine zylindrische Außenform, so daß er möglichst genau passend in den unteren Teil des Gehäuses 1 eingreifen kann. Der Zusammenbau des Stopfens 44 und des Gehäuses 1 wird z. B. durch vier um die Längsachse des Ventils verteilt angeordnete Schrauben 45 (F i g. 3) gewährleistet.

Überdies ist der Stopfen 44 in der Mitte von einem Gewindeloch durchsetzt, in dem eine Schaftschraube 46 sitzt, die unten an der Stirnfläche des demontierbaren Ventilsitzkörpers 12 angreift. Die Schaftschraube 46 kann nach dem Befestigen des Stopfens 44 angezogen werden, um so die obere Ringdichtung 27 noch mehr zusammenzupressen, ohne den Druck auf die untere Ringdichtung 40 zu verändern.

Um die Abdichtung der so zusammengesetzten Teile zu vervollkommnen, ist außerdem im Stopfen 44 eine Ringschulter 47 unterhalb der Schaftschraube 46 vorgesehen, an der eine Ringdichtung 48 angeordnet ist, die durch eine Schraube 49 zusammengedrückt wird, die ihrerseits eine der Ringschulter 47 gegenüberliegende Ringschulter mit scharfer Kante 50 aufweist. Diese Schraube 49 hat infolgedessen einen größeren Durchmesser als die Schaftschraube 46 und ist in einen Ansatz 51 des Stopfens 44 unterhalb der besagten Schaftschraube 46 eingeschraubt. Diese Schraube 49 hat ein zylindrisches Ende, um welches sich die Innenfläche der Ringdichtung 48 legt, d. h. jene Fläche, die der großen Grundlinie ihres trapezförmigen Querschnittes entspricht.

In F i g. 5 ist eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der auch wieder die Abdichtung des Unterteils des einsetzbaren Ventilsitzkörpers 12 durch eine einzige Dichtung 52 gewährleistet wird. In diesem Fall besitzt das Unterteil des Körpers 12 eine ähnliche Form wie in den F i g. 1 und 2, d. h., es weist einen zylindrischen Hals 19 auf, der eingefaßt ist von einem äußeren Ringbund 20 mit einer scharfen Kante 21. Der Stopfen 44 ist dagegen von einem ringförmigen Bund 53 überragt, der keine scharfe Kante mehr hat, sondern einen abgerundeten Abschnitt 54, der nach außen, d. h. gegen das ihn umgebende Gehäuse 1, gekehrt ist.

Um unter diesen Umständen an dieser Stelle die Abdichtung durch eine einzige Dichtung 52 zu gewährleisten, erhält diese letztere die besondere, in F i g. 5 dargestellte Querschnittsform. Diese Querschnittsform entspricht einer Außenwand 55 und einer Innenwand 56, die beide konzentrisch sind, während die Oberseite 57 nach oben konvergierend kegelstumpfförmig ist. Die Unterseite der Dichtung 52 ist ebenfalls aus zwei nach oben konvergierenden, kegelstumpfförmigen Teilen 58 und 59 gebildet. Der Abschnitt 58 liegt über dem Abschnitt 59, an den er

anschließt. Im übrigen entspricht der Abschnitt 59 einem kleineren spitzen Winkel als der Abschnitt 58, der seinerseits wieder einen kleineren spitzen Winkel als die kegelförmige Wand 57 hat.

Wenn, wie bereits erwähnt, der Stopfen 44 durch Betätigung der Schraube 45 angepreßt wird, so wird die Oberseite 57 der Dichtung 52 gegen die Kante 21 gepreßt, während die zwischen der Außenwand 55 und dem unteren kegelförmigen Abschnitt 59 ausgebildete untere Lippe 60 unter der Wirkung des abgerundeten Teiles 54 des Bundes 53, der sie auszuweiten bestrebt ist, zusammengedrückt wird.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Ventil mit einem in eine zylindrische Bohrung des Gehäuses eingesetzten zylindrischen Ventilsitzkörper, der gegen das Gehäuse durch anpreßbare Ringdichtungen abgedichtet und mittels eines Stopfens im Gehäuse eingeklemmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtungen (27, 28, 29, 40, 52) zwischen in axialer Richtung relativ zueinander verstellbaren Schultern (10,17, 20, 24, 43) angeordnet sind und in dem Stopfen (23, 24) eine axial verstellbare Spannschraube (25, 46) angeordnet ist, die auf den Ventilsitzkörper (12) und auf die zwischen Zulaufseite und Ablaufseite des Ventilsitzkörpers (12) angeordnete Ringdichtung (27) drückt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Zuflußseite und der Abflußseite liegende Ringdichtung (27) zwischen einer radial abgesetzten Ringschulter (10) der zylindrischen Bohrung (9) und einem Ringbund (17) des Ventilkörpers axial eingeklemmt ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Stopfen (23, 44) und dem Ventilsitzkörper (12) angeordnete Ringdichtung (28, 29, 40, 52) zwischen zwei sich axial gegenüberstehenden, relativ zueinander verstellbaren Ringschultern (20/41) und Ringbünden (24, 43, 53) axial eingeklemmt ist.

4. Ventil nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzkörper (12) auf der dem Stopfen (23) zugekehrten Seite einen zylindrischen Hals (19) zur Aufnahme zweier Ringdichtungen (28, 29) und einen Ringbund (20) mit einer scharfen Innenkante (21) besitzt, auf dem sich die Ringdichtung (28) abstützt.

5. Ventil nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Bohrung (9) an ihrem äußeren Endbereich eine Ringschulter (41) und der Stopfen (44) einen deckungsgleichen Ringbund (43) besitzt und die dazwischen eingeklemmte Dichtung (40) auf dem Ende des nicht abgesetzten Umfanges des Ventilsitzkörpers (12) sitzt.

6. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtungen (27,28,40) einen trapezförmigen Querschnitt haben, derart, daß sie innen dicker sind als außen, und aus Metall bestehen.

7. Ventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschultern (10, 20, 41) und die Ringbünde (17, 43) mit scharfen Innenkanten (11,18, 21, 41, 42) versehen sind, die jeweils etwa in der Mitte der Dichtungsflächen angreifen.

8. Ventil nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Stopfen (44) und Ventilsitzkörper (12) angeordnete Dichtung (52) einen Querschnitt hat, der eine äußere, lange, an der Wandung der Bohrung (9) anliegende und eine innere, kurze, am Hals (19) des Ventilsitzkörpers (12) anliegende Seite aufweist und eine konische, gegen den Stopfen vorspringende Lippe hat, die auf einer abgerundeten Kante (54) des Ringbundes (53) des Stopfens aufliegt, wobei die Oberseite (57) zur Ringschulter (20) des Ventilsitzkörpers (12) schräg verläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen