DE1906066A1

DE1906066A1 - Absperrventil

Info

Publication number: DE1906066A1
Application number: DE19691906066
Authority: DE
Inventors: Sellers Roger W
Original assignee: Webster Electric Co Inc
Current assignee: Webster Electric Co Inc
Priority date: 1968-02-09
Filing date: 1969-02-07
Publication date: 1969-08-28
Also published as: US3549119A

Description

Webster Electric Company, Inc., Racine, Wisconsin, V.St.A.

Absperrventil

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil für Flüssigkeiten oder Gase, mit einem Ventilsitz und einem mit diesem in Eingriff kommenden, abhebbaren Ventilglied, sowie mit einer unter hohem Druck stehenden Einlassöffnung, die mi-t der einen Seite des Ventilsitzes, und einer unter geringem Druck stehenden Auslassöffnung, die mit der anderen Seite des Ventilsitzes in Verbindung stehtβ

Ein derartiges Ventil ist bekannt. Der Druckunterschied zwischen der Einlass- und der Auelasseite wird normalerweise daeu benutzt, das schlieäsende Ventilglied in Eingriff mit dem Ventilsitz zu halten. Beim öffnen des Ventile muss

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der aus diesem Druckunterschied resultierende Schliessdruck überwunden werden. Hierzu kann eine erhebliche Kraft erforderlich sein, insbesondere wenn die Flüssigkeit oder das Gas unter einem hohen Druck steht.

Um die Öffnungskraft zu verringern, hat man bereits vorgeschlagen, anstatt des üblichen Abhebens eines starren Ventilgliedes dieses derart auszubilden, dass es beim öffnen des Ventils gekippt wird. Da jedoch auch in diesem Falle durch das starre Ventilglied beim Öffnen des Ventils ein grosser Durchflussquerschnitt plötzlich freigegeben wird, ist die erforderliche Öffnungskraft immer noch sehr gross.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil zu schaffen, bei dem die Öffnungskraft wesentlich verringert ist, so dass eine verhältnismässig schwache Betätigungsvorrichtung, beispielsweise eine elektrische Spule, verwendet werden kann, wobei ausserdem verlangt wird,, dass das Ventil einfach, billig, sicher in seiner Wirkung und von langer Lebensdauer ist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass das schliessende Ventilglied als elastische Schliessplatte ausgebildet ist, die beim Öffnen des Ventils unter Verformung oder Verbiegung zunächst nur an einer Seite oder Kante von dem Ventilsitz abgehoben und dann nach und nach von diesem

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abgerollt wird, etwa in der Art, wie man ein Heftpflaster
oder ein selbstklebendes Schild an einer Kante erfasst
und von der Unterlage abzieht.

In der Schlieaestellung legt die elastische Schliessplatte sich gegen den Ventilsitz, wobei sie in erster
linie durch den Druckunterschied zwischen der Einlass- und der Auslasseite gegen diesen gedrückt wird.

Ss ist ein Betätigungsglied für die elastische Schliessplatte vorgesehen, welches bei der Öffnungsbewegung zunächst nur mit der einen Seite der Schliessplatte in Eingriff
kommt und diese unter Verformung oder Verbiegung an dieser Seite von dem Ventilsitz abhebt. Es ist also kein starres
Ventilglied vorgesehen, welches als Ganzes von dem Ventilsitz abgehoben wird, vielmehr werden bei der Öffnungsbewegung aufeinanderfolgende Seile der elastischen Schliessplatte nacheinander von dem Ventilsitz abgehoben, wobei
eine Abrollbewegung ausgeführt wird, welche die elastische Schliessplatte nach und nach von dem Ventilsitz abhebt; es ist daher nicht erforderlich, die gesamte Schliesskraft
gleichzeitig zu überwinden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist ein Querschnitt durch ein Absperrventil
nach der Erfindung in geschlossener Stellung*- ■"'■·' ■■ -

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Fig, 2 ist ein Teilschnitt in gleicher Darstellung, der das Ventil in der geöffneten Stellung zeigt·

Pig« 3 ist ein vergrösserter Teilschnitt, der die wesentlichen Teile des Ventils bei Beginn der Öffnungebewegung zeigt.

4 ist ein Teilschnitt wie Pig. 3, der die gleichen Teile bei etwas weiter fortgeschrittener Öffnungsbewegung zeigt.

Pig. 5 ist eine perspektivische Ansicht des Betätigungsgliedes für die elastische Schliessplatte.

Das in Fig. 1 dargestellte Ventil ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet. Es enthält ein Gehäuse 12, beispielsweise ein bearbeitetes Gussstück, mit einer Einlassöffnung 14 und einer Auslassöffnung 16, die beide mit einem Ventilsitz 18 in Verbindung stehen«. Das öffnen und Schliessen des Ventils erfolgt durch eine elastische Schliessplatte 20, die mit dem Ventilsitz 18 in und ausβer Eingriff kommt, und eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 22 bezeichnete Betätigungsvorrichtung, durch welche die elastische ßehlieesplatte 20 beim öffnen des Ventils vom Ventilsitz 18 abgerollt wird, wobei sie aus der geschlossenen Stellung der Fig* 1 in die geöffnete Stellung der Fig_e 2 gebracht wird, in welcher, sie durch den Flüssigkeitsdruck nach oben gedrückt wird.

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Die Einlassöffnung 14 ist vorzugsweise mit einer Druckmittelquelle, beispielsweise einer Pumpe, verbundene Sie steht über einen Einlasskanal 24 mit einer Druckkammer 26 des Gehäuses in Verbindung. Die Druckkammer 26 ist über den Ventilsitz 18 und einen Auslasskanal 28 mit der Auslassöffnung 16 verbunden.

Der Ventilsitz wird durch die äussere Kante eines rohrförmigen Vorsprunges 30 gebildet, der in die Druckkammer 26 hineinragt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ventilsitz 18 kreisförmig,obwohl er auch eine andere Form haben kann.

Die Auslassöffnung 16 ist mit einem Verbraucher verbunden. Das Absperrventil kann beispielsweise dazu verwendet werden, um den Fluss von Heizöl von einer Pumpe au einem Brenner zu steuern.

Das öffnen und Schliessen des Ventils erfolgt duroh die Betätigungsvorrichtung, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 22 bezeichnet ist, und die eine Spule 3β enthält. Die Betätigungsvorrichtung 22 enthält femer ein Gehäuse mit einer ringförmigen Platte 32, die durch Schrauben od.dgl. mit dem Gehäuse 12 verbunden ist, sowie einen glockenförmigen Deckel 34· Die Spule 36 enthält eine auf einem zylindrischen Spulenkörper 40 angeordnete Wicklung 38, die mit einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) Stromkreis verbunden

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ist. Ein zylindriacher Anker 42 ist gleitbar in aia©r rohrförmigen Buchse 44 angeordnet, so dass @r sicli tos einer unteren Stellung (3?ig· 1) in eine obez?® Stelltmg (Pig» 2) und umgekehrt bewegen kann« lorsaalewais© wird der Anker durch eine feder 46 naeli unten gedrückt_s deren eines Ende in einer Nut 48 des Ankers angeordnet ist, während das andere Ende sich gegen die ringförmige Platte w 32 legt. Wenn die Wicklung 38 Strom erhält, wird der Inker angezogen und nach oben bewegt, bis er sieh gegen einen in der Buchse 44 angeordneten Anschlag 50 legt. Me Buchse 44 ist durch Hartlöten oder in,anderer Weise mit der Platte 32 und dem Anschlag 50 verbunden. Der Deckel 34 wird dureh eine Scheibe 52 und eine Haltefader 54 gegen die Platte 32 gedrückt.

Wenn die Wicklung 38 stromlos ist_? niasmt das Ventil die geschlossene Stellung der Hg. 1 ein, in. welcher die gehliea ) .' platte 20 sich gegmi den Ventilsitz 18 l@gt₉ so dass der flüssigkeitsstrom vom Einlass sum Auslass unterbrochen* ist« Die Schlieesplatts 20 wiru in dieser Stelltmg u_ea. durch di© leder 46 und das Gewicht des Äiücers 42 gehalten, vorausgesetzt, dass das Ventil 10 sich, wie in d©r Zeichnung dargestellt, in vertikaler Stellung befindet«

Im wesentlichen jedoch wird die Sohliesaplatte 20 ι den Druckunterschied zwischen Binlaas»

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den Ventilsitz gedrückt. Wenn das Ventil geschlossen ist, steht die Auslasseite des Ventilsitzes 18, d.h. der. Auslasskanal 28 und die Auslassöffnung 16, unter geringem Druck« Sie Einlasseite, d.h. die Einlassöffnung 14, der Einlasskanal 24 und die Druckkammer 26, steht hohem Druck. Die Unterseite der Schliessplatte 20 innerhalb des Ventilsitzes 18 steht daher unter geringem Druck, während alle übrigen !lachen der Schliessplatte unter hohem Druck stehen. Dieser Druckunterschied drückt die Schliessplatte mit einer Kraft gegen den Ventilsitz, welche gleich dem Produkt aus dem Druckunterschied und der durch den Ventilsitz umschlossenen Fläche ist.

Um das Ventil zu öffnen und die Schliessplatte von dem Sitz 18 abzuheben, ist es erforderlich, die durch diesen Druckunterschied bewirkte Kraft zu überwinden. Bei den bekannten Ventilen, bei denen ein starres Ventilglied vom Ventilsitz abgehoben oder abgekippt wird, wird im wesentlichen die ganze Berührungslinie zwischen dem Ventilglied und dem Ventilsitz gleichzeitig unterbrochen, was eine grosse zu überwindende Öffnungskraft bedingt.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden und ein einfaches Ventil zu schaffen, welches mit wesentlich geringerer Kraft geöffnet werden kann, ist eine elastische Schliessplatte 20 sowie ein neuartiges Betätigungsglied 56 für die Schliess-

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platte vorgesehen, durch, welches gemäss einem wesentlichen Merkmal der Erfindung die Ventilplatte von dem Ventilsitz abgerollt wird, um die einzelnen Teile der Schliessplatte nacheinander vom Ventilsitz abzuheben. Da die Schliessplatte nach und nach und nicht plötzlich vom Ventilsitz abgehoben wird, wird die zu jedem gegebenen Zeitpunkt erforderliche Öffnungskraft wesentlich verringert. Aus diesem Grunde ist eine erheblich schwächere Betätigungsvorrichtung ausreichend.

Die Sehliessplatte 20 besteht vorzugsweise aus elastischem Material, beispielsweise aus Gummi, Kunststoff ododglo Das untere Ende des Ankers 42 hat eine Höhlung oder Aussparung 58, welche die elastische Schliessplatte 20 mit seitlichem Spiel aufnimmt, so dass sie gegenüber dem Anker beweglich angeordnet ist. Eine untere, etwas grössere Aussparung 60 enthält das Betätigungsglied 56 für die Schliessplatte·

Das Betätigungsglied 56 hat im wesentlichen die Form einer ringförmigen Scheibe mit einer kreisförmigen Aussparung 62, in welche der rohrförmige Vorsprung 30 des Ventilsitzes eintreten kann. Eine äussere Kante 64 (Fig» 3 und 5) des Betätigungsgliedes ist im rechten Winkel nach oben abgebogen, so dass das Betätigungsglied 56 in der Aussparung 60 gegenüber dem Ventilsitz und der Schliessplatte schräg

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angeordnet ist, wie aus Figo 1 zu ersehen. Das vorzugsweise starre Betätigungsglied 56 ist mit dem Anker 42 in irgendeiner geeigneten Weise fest verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Vorsprünge des Betätigungsgliedes bewirkt werden, die in entsprechende Aussparungen des Ankers eingreifen, oder in irgendeiner anderen an sich bekannten Weise.

Wenn die Wicklung 38 Strom erhält, wird der Anker 42 nach oben bewegt, wobei er rasch beschleunigt wird. Infolge des Druckunterschiedeβ zwischen Einlass- und Auslassöffnung verbleibt die Schliessplatte 20 jedoch zunächst in Eingriff mit dem Ventilsitz, so dass der Anker 42 sich unbehindert von ihr entfernt und dabei beschleunigt wird. Wenn das Betätigungsglied 56 mit der Schliessplatte 20 in Eingriff kommt, beginnt es zunächst, den Hand der elastischen Schliessplatte abzubiegen und an einer Seite vom Ventilsitz 18 abzuheben, wie in lig» 3 dargestellt. Die Abhebung erfolgt anfänglich an einer sehr kleinen Stelle, die mit dem Bezugszeichen ^wa^H bezeichnet ist. Die Abhebung wird durch die lebendige Kraft unterstützt, welche der Anker 42 inzwischen aufgenommen hat. Da nicht die gesamte Berührungsfläche zwischen der Schliessplatte und dem Ventilsitz schlagartig geöffnet wird, ist die zur anfänglichen öffnung des Ventils erforderliche Kraft sehr gering· Es ist mithin

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nicht erforderlieh, die gesamte durch den Druckunterschied hervorgerufene Schliesskraft gleichzeitig zu überwinden.

Bei weiterer Bewegung des Betätigungsgliedes 56 wird die elastische Schliessplatte weiter abgebogen, so dass nach und nach weitere Teile derselben vom Ventilsitz abgehoberfarerderu Pig. 4 zeigt die Stellung der elastischen Schliessplatte 20 und des Betätigungsgliedes 56 zu einem etwa späteren Zeitpunkt als in der Stellung der Fig. 3· Bei der Stellung der Fig. 4 hat die Schliessplatte sich etwas mehr als zur Hälfte des Umfanges des Ventilsitzes von diesem abgehoben.

Die Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindungo Hierbei sind mannigfaltige Abänderungen möglich. Insbesondere kann das Betätigungsglied 56 durch eine Mannigfaltigkeit anderer Anordnungen ersetzt werden. Beispielsweise kann die in Fig. 1 linke Kante der Schliessplatte 20 mit dem Anker 42 verbunden, sein, vorzugsweise durch eine Anordnung, die ein gewisses Spiel des Ankers zulässt, bevor die eine Kante der Schliessplatte von dem Ventilsitz abgehoben wird. Beispielsweise kann der Anker an der linken Seite (Fig. 1) der Schliessplatte 20 einen mit ihm verbundenen, nach unten gerichteten. Stift enthalten, der in eine öffnung der Schliessplatte eintritt, und der unten einen Kopf hat, welcher nach einer gewissen Aufwärts-

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bewegung des Ankers mit der Schliessplatte in Eingriff kommt und diese zunächst einseitig vom Ventilsitz abhebt. Auch eine Reihe anderer Ausführungsformen sind denkbar. Wesentlich ist lediglich, dass eine elastische Schliessplatte verwendet wird, und dass die Abhebevorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie an einer Seite der Schliessplatte angreift und diese zunächst einseitig vom Ventilsitz abhebt.

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Claims

Pat ent ansprüche

Absperrventil für Flüssigkeiten oder Gase, mit einem Ventilsitz und einem mit diesem in Eingriff kommenden, abhebbaren Ventilglied, sowie mit einer unter hohem Druck stehenden Einlassöffnung, die mit der einen Seite des Ventilsitzes, und mit einer unter geringem Druck stehenden Auslassöffnung, die mit der anderen Seite des Ventilsitzes in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied als elastische Schliessplatte (20) ausgebildet ist, die durch ein einseitig angreifendes Betätigungsglied (56) beim öffnen des Ventils unter Verformung oder Verbiegung zunächst nur an einer Seite oder Kante vom Ventilsitz (18) abgehoben und dann nach und nach von diesem "abgerollt" wird»

2· Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (56) mit einem vorzugsweise

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massereichen Anker (42), Kolben od.dgl· einer Betätigungsvorrichtung (22) verbunden ist und "mit Spiel¹¹ in die elastische Schliessplatte (20) eingreift, so dass es erst nach einer gewissen Bewegung des Ankers od.dgl. mit der Schliessplatte (20) in Eingriff kommt.

3. Absperrventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (56) die Form einer unterhalb der elastischen Schliessplatte (20) angeordneten, mit dem Anker (42) od.dgl. verbundenen, schräg gestellten Platte hat.

4· Absperrventil nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (56) eine ringförmige Scheibe mit einer mittleren öffnung (62) ist.

5· Absperrventil nach Anspruch 3 und A₉ dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Scheibe in einer Aussparung (60) des Ankers od.dgl· angeordnet ist, und dass sie eine abgebogene Kante (64) hat, die sich gegen den Grund der Aussparung legt«

6. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Schlieseplatte (20) mit seitlichem Spiel in einer Aussparung (58) des Ankere od.dgl· angeordnet ist.

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7. Absperrventil nach Anspruch 1 und 2, .dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung eine auf den Anker (42) einwirkende Spule (38) enthält.

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