DE1808764B2 - Ventil insbesondere regelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Regelventil, mil einem im wesentlichen kugelförmig gestalieien Verschlußstück, welches durch wenigstens drei glcichiiiälJig über den Gehäuseumfang verteilt angeordneten l.ängsrippen gegenüber einem ringföriuigen Ventilsitz verschieb- und drehbar geführt ist.

Bei einem aus der USA.-Palentsci.rift 1918 544 bekannten Rückschlagventil ist eine als Versehlußslück dienende Kugel durch vier gleichmäßig über den Gehäuseumfang verteilt angeordnete Längsrippen geführt und kann im Bedarfsfall mil Hilfe eines abgedichtet durch eine dem Ventilsit/gegenüberliegende Wand geführten Stößels gegen den Ventilsil/ gedrückt werden.

Die französische Patentschrift 3 37Λ 934 zeigt einen Wasserhahn mil einer Kugel als Verschlußstück, welche durch den Strönuingsdruck des Wassers in die Schließstellung bewegt wird und mittels einer F-\zenlerwelk.\ die zuglo'ch als Antriebswelle aus dem Cehäuse des Wasserhahns hcrausragt, vom Ventilsitz weggedrückt und hierdurch der Wasserhahn geüffnel werden kann.

Aus der deutschen Auslegeschrift I 189 342 isl ein Ventil mit einem rohrförmigen Gehäuse und einem darin gegenüber einem ringförmigen Ventilsitz axial verschiebbaren Verschlußstück bekannt, welches aus zwei halbkugelförmigen Schalen und einem zylindrischen Mittelteil besteht.

Weilerhin ist aus der deutschen Auslegeschrifi I 127 674 ein Ventil mit einem iroplenförmigen Ver-K'hlußMiick bekannt, welches an einen; zugleich der Verstellung des Verschlußstücks dienenden Schwenk· iirm gelenkig fest aufgehängt ist. Das Vci .ehlußstück isl mit sich gegerüberlicgendcn in Achsrichtung erstreckenden l'ührungsflossen versehen, welche durch den ringförmigen Ventilsitz hindurchragen und zwecks umerdrehbarcr Führung des Verschlußstücks in sich längs der Achse des rohrförmigen Gehäuses erstreckenden Rinnen entlanggiciten. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß wegen der unvcrdrcli- to baren luhrung in Achsrichtung der Schwenkarm zum öffnen und Schließen des Ventils nur geringe Winkelbewegungen ausführen kann, in deren Bereich die Bewegung der Befestigungsstelle zwischen .Schwenkarm und Verschlußsiuck noch als angenähert gcrad- -c linii! angesehen werden kann

Schließlich ist noch aus der deutschen t'alenischrifi fi24 U)(i ein Mein wegeventil mit einem kugelförmigen \ ei μ ΙιΙιιΓλΙικ k bek.mni. das mit einer zentralen Vlisl'i'hitini.' .iiif einem an einer Betätigungswelle e\/eniM-A h angeordneten Bolzen frei drehbar 1.'1'1,ILViI i>t D.is \'ei>chltißsliick fuhrt hier dem I x-Aiiki t'h'eiui eine Schwenkbewegung aus. .vudurch si-UK- \tistr·>iiiiin.u uusvninieltisch wird und sich diese K"n,iiiikii>ii ilesh.il!) nur fm Veniile kleiner Nenn weilen ίιπΙ Ln geringe Drucke eigner Bei großen Neunweiien und Drucken wurden die unsymmetrisch auf das Verschlußsiuck einwirkenden Kräfte des strömenden Mediums relativ hohe Gegenkräfte des Antriebs erfordern, um das Ventil in einer bestimmten I aL'e zu hallen

Bei diesen bekannten Ventilen handelt es sich nicht um Regelvenlile. so daß dort auch nicht das Erfordernis in Erscheinung tritt, daß das Vcrsthlußstüek eine durch die jeweil ge Stellung des Antriebes genau difinierle und von Schwankungen des Strömlingsdruckes im Ventil unabhängige Luge einnimmt und sΊ111Ι einen definierten und mittels des Antriebes einrclifiuß

stellbaren DurenTTußquerschnitt freigibt. Der Erfindung liegt außer der gewünschten Vermeidung der den hckanmen Ventilen anhaftenden Nachteile ferner die Aufgabe zugrunde, zwecks Vermeidung hoher Antriebskräfte das Ventil derart auszubilden, daß auch bei großen Nennweiten und hohen Drücken die Strömung im Ventil symmetrisch ist. Darüber hinaus soll der gesamt': Aufbau des Ventils möglichst einfach und robust bein.

Bei einem Ventil dei eingangs genannten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Gehäuse die Form eines zylindrischen Rohres mit fluchtendem Ein- und Auslaß hai und das Verschlußstück eine exzentrische, sich im Betrieb parallel zur Sitzfläche erstreckende zylindrische Bohrung aufweist, in welche der ebenfalls zylindrische Exzenter einer sich quer zur Gehäuselängsachse erstreckenden Exzenterwelle formschlüssig eingreift, wobei die Exzenterwelle zugleich als Antriebswelle zur Durchflußregelung abgedichtet zumindest einseitig durch die Gehäusewand nach außen ragt.

Beim Drehen des Exzenters wird das Verschlußstück nicht nur axial vom Ventilsitz weggezogen bzw. in Richtung auf den Ventilsitz bewegt, sondern es dreht sich gleichzeitig um eine quer zur Rohrachse liegende Achse. Durch Jie kugelförmige Gestaltung des Verschlußslüeks und seine Führung in Achsrichtung wird dabei die völlig symmetrische Anströmung des Verschlußstücks über den gesamten Hub beibehalten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispiels erläutert. Hierin zeigt

F i g. I einen Schnitt durch das Ventil längs der Achse des rohrförmigen Ventilgehäuses und senkrecht d-T Exzenterwelle,

F i g. 2 einen hierzu orthogonalen Schnitt längs der Schnittlinie H-II ir Fig. 1, ebenfall·, bei geschlossenem Ventil.

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie IH-III in F i g I durch das Ventilgehäuse und

Fig. 4 eine der F i g. I entsprechende Darstellung des geöffneten Ventils.

In das im wesentlichen rohrförmige Ventilgehäuse 1 ist am einen Ende ein Sitzring 2 eingeschraubt, welcher mit dem kugelförmigen Verschlußstück 3 zusammenarbeitet. Auf der dem Sitz zugewandten Seite kann in eine umlaufende Nut des Verschlußstücks ein Dichtungsring 4 eingelegt sein, welcher durch eine pilzformige Kappe S in seiner lage festgehalten wird. Die Kappe 5 ist mittels Schrauben 6 am Verschlußstück 3 befestigt. Sowohl die kappe 5 als auch der Dichtungsring 4 ergänzen das Verschlußstück 3 auf der dem Sitz zugewandten Seite /ur Kugelform. Wird keine Wcichdichlung benötigt, so kann das Verschlußsiuck 3 einstückig, kugelförmig ausgebildet sein, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist.

Eine Exzenterwelle 7 ist mit ihren Lagcrteilcn8 und 9 in zylindrische Bohrungen der in die Gehäuscscitenwändc 10 bzw. eingesetzten Lagergehäuse 12 und 26 gelagert. In den Lagergehäusen können die Lagerbuchsen 30 und 31 angeordnet sein. Die Bohrung in dem Lagcrhiiuse 26 kann als Sackloch ausgebildet sein und nimmt den Wcllensturnpf 8 auf. In die Bohrung in der gegenüberliegenden Wand U ist ein Lagergehäuse 12 eingesetzt, welches an seiner Außenseite mit geeigneten Dichtungsmitteln, bei-

spielswei.se einer Stopfbuchse iuler Manscheilendichlung für die Abdichtung der durch das Gehäuse 12 nach auilen geführten Beläligungswelle 9 sorgt. Auch /wischen den Lagergehäusen 12 und 26 und den Geliiiusewänden Il und IO sorgen Dichtungen 32 und ii für einen druckdichten Anschluß.

!Die Miliellinie 13 der Lagerteile 8 und 9 der Fx-/eniervvelle 7 schneidet Ivw. kreu/l die Mittellinie 14 des rohrförmigen Gehäuses im rechten Winkel. Der \om initiieren Teil tier lix/entciwelle getragene I \zenler 15 hat die Form eines Zylinders und liegt in der entsprechend geformten Querholuung 16 des kugelförmigen Verschlußstücks 3. Das Verschlußsiück greift mit den beiden Hacken 17 und 18 um mehr als die Hiilfie dos zylindrischen F.xzenters 15 herum, wodurch eine einwandfreie Führung und Kraftübertragung /wischen dem lA/enter 15 und dem Verschluilsiüek 3 gewahrleistet ist. Das Ventilgehäuse 1 wird wie eine Drosselklappe mit Finlaßseiie 19 und Auslafiseite 20 mittels Sliflschrauhcn /wischen den Flanschen der Rohrleilur gen befestigt. Natürlich können auch Flansche am Ventilgehäuse selbst angebracht sein.

Von der in Fig 1 vviedergegebenen Schließstellung des Ventils ausgehend wird das Ventil durch Drehen der Fxzenlerwelle7 im Ihr/eigersinn (bezogen auf Fig. 1) geöffnet. Hierbei beschreibt die Mittellinie 21 des F.xzenters 15 einen Kreisbogen um die Mittellinie 13 der I agerieile 8 und 9 der Fx/enierweile und gelangt am Fnde des Hubes in die aus Fig.4 ersichtliche Stellung. Hierbei wird das Verschlußstück 3 einerseits vom Ventilsitz 2 in Richtung der Achse 14 abgehoben und andererseits im Gegenuhrzeigersinn um seinen Mittelpunkt 22 gedreht. In Richtung der Achse 14 ist das Verschlußstück durch gleichmäßig über den l'mfang des Gehäuses I verteilte Rippen 23 geführt. Fs kann also seine lage in radialer Kichtung nicht ändern, so dall bei der Drehbewegung des Fxzenters und damii der radialen Lageänderung des Fxzenters 15 das Verschlußstüek 3 μ> zwangläufig im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Zwischen den im gezeigten Ausführungsbeispiel -■■ vgl. Fig. 3 im Abstand von jeweils ^X) über den Rohrunifang verteilten Rippen 23 liegen stromlinienförmig gestaltete Taschen 24. deren Abnicssungen derart gewählt sind, daß ihr Gesamtquerschnitt dem Durchlallquer.r<:hnitt /wischen S'cntilsit/ 2 und .Schließkörper 3 bei voll geöffnetem Ventil entspricht. I'm dci Strömungswiderstand des Ventils so gering wie möglich /u halten, sind auch die Wandteile des Rohres vor und hinter den Lagerungen der Fx/entcrwclle stromlinienförmig gestaltet Aus Fig. 1 ist die teilweise gestrichelt eingezeichnete l'mrandungslinic 25 der Lagerstelle 26 für den Wellcnstumpf 8 ersichtlich In ähnlicher Weise U auch die gegenüberlicgende Rohrwand im Rereich der I agerslellc für die Betätigt!ng.swclle 9 gestaltet.

Beim öffnen des Venlils bewegt sich der Mittelpunkt 22 des Verschlußstücks längs der Rohrachse vom Punkt A mm Punkt B. Gleichzeitig bewegt sich, wie bereits erwähnt, der Mittelpunkt 21 des Exzenters längs eines Kreisbogens »um Punkt C zum Punkt D. Wie mar. sieht, liegt der Punkt C, ti. h. der Mittelpunkt des Fxzenlcrs, bei geschlossenem Ventil nicht auf der Rohrachse. Das Ventil wird also geschlossen, kvir/ bevor der Fx/enter die Totpunktlage erreicht Man kunn deshalb mit relativ geringen Kräfipm an der F x/enterwelie 7 das Ventil gegen hohe Differen/diücke zwischen I inlaß und Auslall des Venlilgehäu.ses geschlossen hallen. Die Kugelfoniules VersLlilußstücks gewährleistet einen yliiisli^ern Stmnuingsverlatif innerhalb des Ventils, wodurch die Begleiterscheinungen der Kavitation weitgehend vermieden werden. Darüber hinaus sind konstruktiver Aufbau und Montage des Ventils denkbar einfach.

I'm der unleren I agerhacke 18 des Verschluß Stücks 3 hei tier Bewegung von der Schließstellung gemäß Fig I in die Offensiellung gemäß I ι μ -I das Vorheigleiien an den I eilen 8 und 9 dei I \/emeivvelle 7 im Hereich /wischen dem I-A/enter 15 und den Rohrwänden 10 und 11 /u ermöglichen lsi die liniere Hacke 18 in diesem Bereich liinys der I line atisgefräsi. Der I ndteil 28 dieser linie dient gleich/eilig als Anschlug /iir Hubbegrenzung fur d.ts Verschlußsiück (vgl. I ig. 4)

Die BeläligUJiU!>welle9 fur das Vorschlul'isiikk kann von Hand oder auch durch einen elekiii«.hen, pneumatischen oder sonslis; >i Antrieb verstellt werden. Das Ventil hai auf Gm:.d seines sin>imingsgünstigen Aufbaus gute Reueleiuenschaften

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Veniil. insbesondere Regulierveniil. mit einem im wesentlichen kugelförmig gestalteten Verschlußstück, welches durch wenigstens diei gleichmäßig über den Gehäiisaimfang verteilt angeordneten Längsrippen gegenüber einem ringförmigen Ventilsitz verschieb- und drehbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) die Form eines zylindrischen Rohres mit fluchtendem Fin- und Auslaß (19. 20) hat und das Verschlußstück (3) eine exzentrisch-·, sich im Betrieh parallel zur Sitzfläche (2) erstreckende zylindrische Bohrung (16) aufweist, in vvekhe der ebenfalls zylindrische I'x/cnter (15) einer mJi c|iier zur Gehäuselängsachse (14) erstreckenden Fwenterwclle (7) formschlüssig eingreift, wobei die Fxzenterwelle zugleich als Antriebswelle (9) zur Durchflußreuelung abgedichtet zumindest einseilig durch tlie Gehausewand (11) nach außen ragt.

2. Ventil nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß tlie zylindrische Bohrung (16) des Vcrschlußsiiicks (3) auf der dem Sitz (2) abgewandten Seile offen ist. aber mehr als den halben l'mfang des Fxzenters (15) umfaßt.

'S. Ventil nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung mit ihrer Mantelfläche (16) bis etwa zur Mitte des Vcrschlußsiiicks (3) erstreckt.

4. Ventil nach einem tier Ansprüche I bis 1. dadurch gekennzeichnet, daß auf tier dem Sit/ (2) zugewandten Seile des Verschlußstucks (3) ein Dichtungsring (4) m das Verschlußsiück eingelegt ist.

">. Ventil nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (4) durch eine kugclsepmcnt- oder pil/förmigc Kappe (S) festgehalten ist.

6. Ventil nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der I äng->rippen (23) dem Innendurchmesser des Gehäuses (1) entspricht und ^rJie zwischen den Rippen liegenden Taschen (24) in die Rohrwand hineinragen

7. Ventil nach Anspruch ft. dadurch gckonn-

zeichnet, daß die vor und hinter den Wellen* lagern (26) liegenden Teile (2S) der Gchäuscwand stromlinienförmig gestaltet sind.

8. Vcniil nach einem der Ansprüche I bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß sich der Exzenter (15) nur über einen Teil des Rohfdurchnicssers erstreckt und seitlich hiervon aus dem Verschluß stück (3) Teile (27) ausgefräst sind, welche einer scils eine Behinderung des Verschlußstücks durcl die seitlichen Wellcntcile (8, 9) der Exzenlerwelli (7) vermeiden und andererseits als Anschlag (28 zur Hubbegrenzung dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen