DE1750136A1 - Kipphebelventil - Google Patents

Description

DR.O.DITTMANN · K.L.SCHIFF PATENTANWÄLTE

DR. O. DITTMANN . K. L SCHIFF · DR. A. v. FONER 8 MUENCHEN 90 - BEREITER ANGER 15

Lif-0-Gen, Inc.
Unser Zeichen DA-K310

DR.A^V. FÜNER

8 MUENCHEN 90

BEREITER ANQER 15

TELEFON 1973*9

TELECR.-ADR.: NAVIGATOR MUENCHEN

2. April 1968 KLS/Wu

Kipphebelventil

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Ventile der Kipphebel- oder Knebel-betätigten Type zum Kontrollieren der Strömung eines Fluidums, d.h. einer Flüssigkeit oder eines Gases,

Insbesondere ist die Erfindung auf ein derartiges Ventil gerichtet, das einen Zumeßmechanisraus für das Fluidum umfaßt und durch nur einen Kipphebel o. dgl. betätigbar ist, um die Fluidumströmung durch das Ventil einzustellen.

In konventionellen Fluidumkontrollanordnungen, insbesondere für die Kontrolle genauer Strömungsmengen von Gasen,

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werden Kipphebelventile normalerweise in Reihe mit einem getrennten Zumeßventil verwendet, um einerseits eine schnelle An- und Abschaltung der Fluldumströmung und andererseits Einstellung der Strömungsmenge zu ermöglichen. Solche Nebeneinander-Anordnung von getrennten Ventilen ist nicht nur teuer in der Installation, sondern erfordert beträchtlichen Raum, der oft, insbesondere für Laboratoriumsarbeiten, kostbar ist. Bis zur Entwicklung der vorliegenden Erfindung stand kein Ventil zur Verfügung, das durch Betätigung einer einzigen Kontrolle eine sofortige An-* oder Abschaltung des Fluidums gestattet hätte und das auch eine Meßeinstellung aufwies, die voreingestellt und in der voreingestellten Zumeßstellung gehalten werden konnte, ohne die normale An- und Abschaltbetätigung des Kipphebels zu beeinträchtigen.

Kurz gesagt, der erfindungsgemäße Mechanismus umfaßt einen Ventilzusammenbau, der axial in der Bohrung eines Ventilkörpers beweglich ist, um den Fluß durch das Ventil zu kontrollieren, und der Federmittel aufweist, die den Zusammenbau in die offene Vetilstellung drängen. Ein nach einwärts federbelasteter Ventilstößel, der mit der Bohrung des Ventilkörpers ausgerichtet ist und sich in diese in der geschlossenen Stellung des Ventils erstreckt, ist in der Ventilkappe angeordnet und getragen. Das äußere Ende des Stößels erstreckt sich durch die Kappe und trägt einen gelenkig angebrachten Kipphebel oder Knebel, durch den der Stößel nach außen bewegt werden kann, um das Ventil su öffnen. Ein hohler, den

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Stößel überlagernder Anschlag steht durch Gewinde mit der Kappe in Eingriff und kann mit dem Stößel gedreht werden, während er axiale gleitende Bewegung des Stößels in seinem Innern zuläßt. Durch Drehung des Stößels kann somit der Anschlag gedreht und dadurch axial verlagert werden. Das innere Ende des Anschlags steht in der offenen Kipphebelstelluncj in Eingriff mit dem äußeren Ende des Ventilzusammenbaus, um dessen Auswärtsbewegung zu begrenzen und somit die Strömung durch das Ventil zu beherrschen.

Durch die Erfindung wird somit ein Knebeltyρve eil oder ein Ventil der beschriebenen Type geschaffen, das vor allem eine Zumeßkontrolle der Flüidumströmung durch das Ventil ergibt, bei dem die Funktionen der An- und Abschaltung und des Messens durch die Betätigung eines einzigen Kipphebels betätigt werden, das einfache, kompakte und wirtschaftlich herstellbare Bauart aufweist und das weitere Merkmale und Vorteile besitzt, die sich leichter aus der folgenden, ins Einzelne gehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in Zusammenhang mit dessen Darstellung in der beiliegenden Zeichnung ergeben.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventils, die das Ventil in der geschlossenen Stellung zeigt und strichpunktiert die offene Stellung

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der Kipphebelkontrolle andeutet;

Flg. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Ventils der Fig. 1, die das Ventil in der offenen Stellung zeigt; und

Fig. 3 eine Schnittansicht längs Linie 3-3 der Fig. 2, die den Sechskantstößelabschnitt in gleitendem Eingriff mit der komplementären Bohrung des Anschlags zeigt.

Das in Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemäß gestaltete und allgemein mit 10 bezeichnete Ventil umfaßt einen Ventilkörper 12 mit einer Bohrung 14. Mittels Durchlaß 20 verbundene Einlaßöffnungen 16 und 18 im Ventilkörper kommunizieren mit dem inneren Ende der Bohrung 14 durch den koaxialen Durchlaß 22. Eine Auslaßöffnung 24 ist mit der Bohrung durch den Durchlaß 26 in der Seitenwand verbunden.

Der Ventilzusammenbau 28 ist axial gleitbar in der Bohrung 14 und umfaßt eine Ventilnadel 30, die sich axial innerhalb des Durchlasses 22 bewegen kann, um die Strömung durch dieselbe zu bemessen. Die Nadel 30 ist koaxial innerhalb des zylindrischen Nadelhalters 32 befestigt, und um den Halter 32 herum ist die Druckfeder 34 angeordnet. Die Feder liegt mit einem Ende gegen das innere Ende der Bohrung 14 an,und mit ihrem anderen Ende drückt sie gegen die Schulter 36 des äußeren Endes des Nadelhalters, so daß sie den Nadelhalter und die Nadel vom Durchlaß 22 wegdrängt. Ein Dichtungsring 38 ist um die

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Nadel herum in einer ringförmigen Vertiefung im Nadelhalter vorgesehen und kann sich gegen das innere Ende der Bohrung in der geschlossenen Stellung des Ventilzusammenbaus anlegen. Ein weiterer Abdichtungsring 40 ist in der Bohrung 14 anschließend an das äußere Ende des Nadelhalters vorgesehen, um Fluidumströmung nach außen durch die Bohrung zu verhindern, und wird durch eine Schulter des Dichtungsringhalters 42, der sich gegen das äußere Ende des Nadelhalters anlegt, in Stellung gehalten.

Die Ventilkappe 46 ist durch Gewinde mit dem Ventilkörper 12 bei 44 verbunden, wobei sich die Kappe vom Ventilkörper koaxial zur Bohrung 14 erstreckt. Ein Ventilstößel 48 ist innerhalb der Kappe 46 angeordnet, erstreckt sich gleitend durch eine Bohrung 50 im äußeren Ende der Kappe und umfaßt einen Knebel oder Kipper 52, der durch den Stift 53 gelenkig am äußeren Ende des Stößels angebracht ist. Knebel 52 hat eine Nockenfläche 54, die mit dem äußeren Ende der Kappe bei Verschwenkung des Kipphebels mittels des Handgriffes 55 zusammenwirkt. Eine Druckfeder 56 überlagert den Stößel 48, erstreckt sich zwischen der inneren Endwandung der Kappe und dem am Stößel befestigten Federkragen 58, so daß die Feder den Ventilstößel nach innen auf den Ventilzusammenbau 28 zu drängt.

Das innere Ende des Ventilstößels ist durch einen Teil 60 verringerten Querschnitts gekennzeichnet und umfaßt eine

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Kugellagerung 62, die im Ende des Stößels, wie durch Einbördelung desselben angebracht ist. Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Stellung des Kipphebels 52 ist zu beachten, daß das innere Ende des Stößels 48 sich in die Bohrung 14 erstreckt und die Kugel 62 gegen den Dichtungsringhalter 42 des Ventilzusammenbaus 28 anliegt, um den Ventilzusammenbau gegen die Endwand der Bohrung 14 anzulegen.

Wenn der Kipphebel 52 in die, in Fig. 1 strichpunktiert gezeigte, offene Stellung verschwenkt wird, wird der Stößel 48 in Achsrichtung gegen die Kraft der Feder 46 vom VfiPtilzusamraenbau 58 weg in die in Fig. 2 veranschaulichte Stellung zurückgezogen. Der federbelastete Ventilzusammenbau 28 beginnt dann, sich mit dem zurückgezogenen Ventilstößel 48 nach außen zu bewegen, wird aber in seiner Auswärtsbewegung durch den einstellbaren Anschlag 64 begrenzt. Element 64 ist hohl, überlagert den Stößel 48 und ist mit einem Außengewinde versehen, wobei letzteres mit dem Innengewinde 66 der Kappe in Eingriff steht. Der Anschlag umfaßt einen sich nach innen erstreckenden. Teil 68 verringerten Durchmessers, der sich in die Bohrung 14 herein erstrecken kann, um eine Anschlagfläche zu schaffen, mit der der Ventilzusammenbau 28, wie in Fig. 2 gezeigt, und zwar speziell mit dem Dichtungsringhalter 42 desselben in Eingriff treten kann.

Der mit Gewinde versehene Teil des Anschlagelementes besitzt, wie in Fig. 3 gezeigt, eine nicht-zylindrische ver-

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größerte Bohrung 70. in diesem Falle von sechseckiger Gestalt, in der ein vergrößerter komplementärer sechseckiger Teil 72 des Stößels 48 gleitbar einpaßbar ist. Infolge dieser Anordnung verursacht Drehung des Stößels mittels des Knebelhandgriffes, wenn das Ventil sich in der geschlossenen Stellung der Fig. 1 befindet, Drehung und somit wahlweise axiale Stellung des Anschlags 64, während die axiale Bewegung des Stößels infolge Knebelbetätigung keinen Einfluß auf die Stellung des Anschlags hat. Die Vorsehung der Kugellagerung 62 am inneren Ende des Stößels verhindert Drehung des Nadelhalters während der Drehung des Stößels. Eine Teilscheibe oder ein Anzeiger können am Ende der Kappe vorgesehen sein, und ein geeigneter Zeiger kann dem Kipphebel hinzugefügt sein, um genaue wiederholbare Dreheinstellung des Ventilstößels zu gestatten.

Im Betrieb sind Einlaßöffnungen 16 oder 18 oder beide öffnungen mit einer Fluidumquelle verbunden, die durch das Ventil reguliert werden soll, und die Auslaßöffnung 24 ist durch eine geeignete Leitung mit der gewünschten Belieferungsstelle verbunden. Um das Ventil aus der in Fig. 1 dargestellten geschlossenen Stellung zu öffnen, wird der Kipphebel 52 nach außen in die offene in Fig. 1 strichpunktiert gezeigte Stellung verschwenkt, um den Stößel 48 nach außen gegen den Widerstand der Feder 56 zu bewegen. Der Ventilzusammenbau bewegt sich bei Auswärtsbewegung des Stößels auch nach außen unter Wirkung der Feder 34, bis der Dichtungsringhalter 42 mit Anschlag 64 in Eingriff tritt. Da die Nadel 22 bei Auswärtsbewegung des

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Ventilzusairanenbaus teilweise vom Durchlaß 22 zurückgezogen wird, strömt das Druckfluidum durch den Durchlaß 22 in die Bohrung 14 und nach außen durch den Durchlaß 22 in die Auslaßöffnung 24.

Die Stellung des Anschlagelementes 64 kann, wie oben angegeben, eingestellt werden, wenn sich der Kipphebel in der Schließstellung befindet, durch Drehung des Kipphebels und die sich dadurch ergebende Drehung des sechseckigen Teiles 42 des Stößels, während dieser Teil sich innerhalb der Bohrung 70 des Anschlagelementes 64 befindet, um eine Drehung und somit eine axiale Einstellung desselben infolge seiner Gewindeverbindung innerhalb der Kappe 64 zu bewirken. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bewegt eine Drehung des Kipphebels im Uhrzeigersinn das Anschlagelement nach innen, um die Fluidumströmung durch das Ventil beim öffnen desselben zu verringern, während eine Drehung des Kipphebeies entgegen dem Uhrzeigersinn das Anschlagelement nach außen bewegt und die Strömung durch das Ventil in dessen offener Stellung vergrößert. Ist einmal eine gewünschte Stellung des Anschlagelementes hergestellt» so kann diese Stellung unbegrenzt aufrecht erhalten werden, trotz der Notwendigkeit für wiederholtes öffnen und Schließen des Ventils. Wenn eine Teilscheibe oder ein Anzeiger auf der.Haube vorgesehen ist, kann das Ventil auf vorbestiramte Stellungen wiedereingestellt werden, um eine vorherbestimmte Fluidumströmung zu erzeugen, unter der Annahme, daß der Druck des Fluidumvorrates konstant gehalten wird.

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Aus dem vorangehenden ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Ventil eine An- und Abschaltkontrolle sowie eine Jtuneßkontrolle der Fluidumströmung schafft, die beide durch die Betätigung einer einzigen Kipphebelkontrolle bewirkt werden. Das Ventil beseitigt somit wirksam die Notwendigkeit für ein Kipphebelventil zum An- und Abstellen und ein getrenntes Zumeßventil, wie sie konventioneller Weise, insbesondere für das Arbeiten mit gasförmigem Fluidum in genauen Mengen, verwendet werden.

Offenbar können Änderungen in den Einzelheiten der Konstruktion durch Fachleute auf diesem Gebiet durchgeführt werden, ohne von dem Geist und dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.

Ansprüche 009882/0690

Claims (6)

Ansprüche

1. Kipphebel- oder Knebelventil, gekennzeichnet durch einen Venti!zusammenbau (28), den Ventilzusammenbau in Richtung auf seine Offenstellung zu drängende Vorrichtungen (34), einen Kipphebe1-oder Knebel-betätigten Ventilstößel (48) zum Schließen des Ventilzusammenbaus (28), einen einstellbaren Anschlag (64) zur Begrenzung der öffnung des Ventilzusammenbaus (28), und durch Drehung des Ventilstößels (48) betätigte Einstellvorrichtungen (70, 72) für den Anschlag (64).

2. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ventilkörper (12), eine Bohrung (14) im Ventilkörper, die teilweise einen Durchlaß für ein sich durch das Ventil bewegendes Fluidum darstellt; Anordnung des Ventilzusammenbaus (28) axial beweglich in der Bohrung, um Fluidumströmung durch dieselbe zu bemessen; eine den Ventilzusammenbau in die offene Stellung drängende Federvorrichtung (34); eine sich von dem Ventilkörper (12) erstreckende Kappe (46); Anordnung des Ventilstößel (48) in der Kappe (10) und Erstreckung desselben durch die Kappe (46); eine dem Stößel (48) axiale und Drehbewegung erteilende Knebel- oder Kipphebelsteuerung (52); eine zweite, den Stößel (48) axial und nach innen belastende Federungsvorrichtung (56); An-

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Ordnung des einstellbaren Anschlags (64) innerhalb der Kappe (10), wobei sich der Stößel (48) in der Schließstellung des Knebels oder Kipphebels (52) gegen den Venti!zusammenbau (28) anlegt, um letzteren zu schließen, und wobei der Stößel (48) in der Offenstellung des Kipphebels (52) vom Ventilzusammenbau (28) abgekuppelt ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mit der Bohrung (14) im Ventilkörper (12) t nnnunizierende Einlaß- und Auslaßöffnungen (16, 18, 24); axial- und drehbewegliche Lagerung des Ventilstößels (48) in de' Kappe (46) und Erstreckung desselben über die Kappe hinaus; Anbringung des Knebels oder Kipphebels (52) am äußeren Ende des Stößels (48), um auwärts gerichtete axiale Bewegung des Stößels (48) sowie auch Drehbewegung desselben zu bewirken; Anordnung der zweiten Federvorrichtung (56) in der Kappe (46); Ausrüstung des hohlen, den Stößel überdeckenden Anschlagelements (64) mit Außengewinde, das mit einem mit Innengewinde (66) versehenen Teil der Haube (46) in Eingriff steht; eine, den Stößel (48) mit dem Anschlagelement (64) verbindende, dessen Drehung bei Drehung des Stößels (48) -M-bewirkende jedoch axial gleitende Bewegung des Stößels (48) innerhalb des Anschlagelementes (64) zulassende Kupplung (70, 72); wobei der Stößel (48) mit seinem inneren Ende gegen den Ventilzueaaanenbau (28) in der Schließstellung des Knebels oder Kipphebels (52) anliegt, um den Ventilzusammenbau (28) zu schließen, und in der offenen Stel-

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lung des Knebels oder Kipphebels (52) vom Ventilzusammenbau (28) abgekuppelt ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stößel (48) mit dem Anschlagelement (64) verbindende Kupplung eine nicht-zylindrische axiale Bohrung (70) im Anschlagelement (64) und einen komplementären nichtzylindrischen, axial innerhalb der Bohrung (70) des Anschlagelementes (64) gleitenden Teil (72) am Stößel (48) umfaßt.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilzusammenbau (28) eine Ventilnadel (30) und einen Nadelhalter (32) aufweist, und daß ein Durchlaß (22) im Ventilkörper (12) parallel zur Ventilkörperbohrung (14) vorgesehen ist, die die Einlaßöffnung (16, 18) mit der Auslaßöffnung (24) verbindet und mit der Ventilnadel (30) zusammenwirkt, um die Fluidumströmung durch das Ventil (10) zu bemessen.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e η nze i c h η e t, daß die zweite den Stößel (48) axial einwärts belastende Federungsvorrichtung (56) eine wesentlich größere axiale Kraft ausübt als die den Ventilzusammenbau (28) auf die Offenstellung zu drängende erste Federungsvorrichtung (34).

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