DE1919383A1

DE1919383A1 - Drosselventil

Info

Publication number: DE1919383A1
Application number: DE19691919383
Authority: DE
Inventors: Felton George Aubrey; Ebelton George Robert
Original assignee: EBELTON GEORGE ROBERT
Current assignee: EBELTON GEORGE ROBERT
Priority date: 1968-04-19
Filing date: 1969-04-16
Publication date: 1969-10-30
Also published as: AU3662368A; DE1919383C3; GB1259846A; US3595523A; AU434338B2; DE1919383B2

Description

PATENTANWÄLTE
β MÜNCHEN 2, HILBUESTRASSE 2O

Dr. Berg Dipi.-Ing. Stopf. 8 MOnchan 2, Hilble»lro6e 20 Unser Zeichen Dolum

Vl/Gd 18 378

Anwaltsakten-Nr. 18 378

OEORGE AUBREY FELTON, St. Ives, New South Wales/Australien

und
ROBERT EMBELTON, Mosman, New South Wales 2088 /Australien.

ⁿ Drosselventil."

Die Erfindung bezieht sioh allgemein auf Drosselventile und im besonderen auf ein Drosselventil das im wesentlichen eine Plastikmaterialkonstruktion ist.

Es "besteht ein ständig wachsender Bedarf der Industrie für Plastikrohre. Diese Rohre bieten beträchtliche wirt- und Xnstaliationsvorteil· gegenüber

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konventionellen, aus schwereren Werkstoffen hergestellten Rohren. Die vorliegende Erfindung fasst die Vorrichtung eines Ventils ins Auge, das hauptsächlich aus Plastikmaterial hergestellt ist und besonders für Plastikrohre von grösserem Durchmesser Verwendung finden kann* Ein solches Ventil wird preis- und gewichtsmässig zu der Rohrleitung, in die es installiert ist, passen.

Beim Entwurf eines für Rohre mittleren bis grossen Durchmessers geeigneten Ventils ist das Hauptproblem die wirtschaftliche Überwindung der nachteiligen i'estlgkeitseigenschaften, die mit passenden Plastikmaterialien im Vergleich zu denen der Metalle, die in der Konstruktion von konventionellen Ventilen verwendet werden, verbunden sind.

Das Ziel dieser Erfindung ist es, ein Ventil neuartiger Konstruktion zu schaffen, um diese Nachteile zu überwinden.

Ein Drosselventil entsprechend einer allgemeinen Form der Erfindung besitzt einen Ventilkörper aus Plastik, der zwei getrennt angeordnete Offnungen zum Einbau in eine Rohrleitung hat und eine, hauptsächlich aus Plastikmaterial bestehende Klappe, die im Gehäuse zwischen den Öffnungen so gelagert ist, dass sie in eine Schliesstellung drehbar ist, in welcher sie den Durchfluss zwischen den Öffnungen

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verhindern kann, wobei die Klappe mit einer Verstärkung versehen ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden»

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Ventils in Auf-Stellung.

Fig. 2 ist eine Aufsicht auf das Ventil die seine Installation in einer Rohrleitung zeigt.

Fig, 3 ist eine Ansicht des Ventils.

Fig. 4- ist ein Schnitt entlang der Linie 4-4 von Fig.3.

Die in den Zeichnungen dargestellte Form der Erfindung stellt nur ein mögliches Ausführungsbeispiel dar. Wie aus der Beschreibung hervorgehen wird, sind verschiedene Alternativformen möglich.

Insbesondere wird betont, dass sich die Erfindung, obwohl die nachfolgende Beschreibung hauptsächlich ein Ventil der asymetrischen Bauart betrifft, ebenso auf Ventile der symetrischen Bauart bezieht, bei denen die Drehachse der Klappe in derselben Ebene wie die Dichtkante der Klappe liegt.

Die zwei Hauptbestandteile des in den Zeichnungen gezeigten

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Ventils sind ein, in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes Ventilgehäuse und eine, in ihrer Gesamtheit mit 2 bezeichnete Klappe die zwischen Öffnungen zu beiden Enden des Gehäuses gelagert ist. Die Klappe 2 ist in eine Stellung drehbar, in der sie einen Verschluss zwischen beidei Öffnungen bewirkt.

Das Gehäuse ist im allgemeinen zylindrisch in seinem äusseren Aussehen, mit runden öffnungen an beiden Enden. Diese Öffnungen kennzeichnen den Einlass und Auslass des Ventile wenn es in eine Rohrleitung eingebaut ist (Fig.2).

Das Ventilgehäuse kann in Flanschausführung sein und'hat dann um jede Öffnung einen ringförmigen Flansch mit entsprechend angeordneten Bolzenbohrungen zur Anbringung an entsprechende, an den Enden der Rohrleitung ausgebildeter Flansche. Wahlweise, wie in der dargestellten Form, kann das Ventil ein sogenanntes Waffelventil sein und durch Bolzen 4, die eich zwischen Flanschen 5 an den zwei Rohrleitungsenden in die «8 eingebaut ist erstrecken, in Stellung gehalten.

Zwischen den zwei runden Öffnungen im Gehäuse 1 dreht sich die runde Ventilklappe 2 um eine Achse, die die Längsaehse des Ventilgehäuse is wesentlichen im rechten Winkel

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kreuzt. Die Klappe 1st in Drehzapfen gelagert, die einfach diametral gegenüberliegende kreisförmige Öffnungen •der Blindbohrungen sein können, die in den Wänden des Gehäuses, zentral zwischen den Enden ausgebildet sind, wie im folgenden in weiteren Einzelheiten beschrieben wird.

In der dargestellten Ausführungsart ist das Ventilgehäuse in einem Stück geformt, wie z.ü, durch Spritzguss aus passendem Plastikmaterial wie PVC und die Klappe 2 wird eingebaut indem sie in das Gehäuse gebracht wird und eine Metallachse 6 durch eine vorgeformte zylindrische Öffnung in der Klappe gesteckt wird.

Wahlweise kann die Innenfläche des Gehäuses von kreisförmigen Querschnitt sein aber mit vom Zentrum anfangs langsam nach aussen zunehmendem Durchmesser, sodass die Form der Innenfläche die Drehung der kreisförmigen Klappe nicht behindert. Das Gehäuse ist in diesem Fall in zwei halbzylindrischen Teilen aus geeignetem Plastikmaterial vorgeformt. Beim Zusammenbau werden die zwei Hälften zusammengeklebt, nachdem die Klappe in ihren Lagern richtig gelagert ist. Epoxyharz ist ein geeigneter Klebstoff für diesen Arbeitsgang der durch die Ausbildung von Nut und Feder an den zu verbindenden Kanten erleichtert wird.

VIe in Fig· 3 gezeigt ist die Achse 6 an ihrem unteren Ende

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■ ^l ORIGINAL INSPECTED

im Lager 7, das nicht mehr als eine Bohrung oder eine Pfanne in der Wand des Gehäuses ist, gelagert. An ihrem oberen Ende dreht sich die Achse 6 im Lager 8, das ausserhalb des Gehäuses, diametral dem Lager 7 gegenüber ausgebildet ist. Eine ringförmige Ausnehmung 9"ist im Lager 8 ausgebildet und eine darin befindliche Ringdichtung 10 dichtet die Achse 6 ab. Die Ringdichtung kann zweckmässigerweise aus Gummi sein.

Der obere Teil der Achse 6 hat einen verringerten Durchmesser (Fig.3). Nachdem die Achse 6 im Gehäuse 2 eingebaut wurde, wird eine Drucklagerbüchse im Lager 8 angebracht, die am Absatz 12, zwischen dem Teil der Achse 6 mit verringertem Durchmesser und dem restlichen Teil, trägt. Die Drucklagerbüchse 11 stellt sicher, dass die richtige Lage der Achse 6 in Längsrichtung erhalten bleibt. Die Achse

ragt ein kurzes Stück aus dem Lager 8 heraus um das Anbringen von Dreheinrichtungen zu ermöglichen.

Alternativ zur bevorzugten Ausführungsart kann die Klappe auch mit diametral einander gegenüberliegenden, koaxialen, zylindrischen Lagerzapfen ausgebildet sein, deren Durchmesser nur etwas kleiner als der Innendurchmesser der Lager ist. Diese Arme würden in die Lager gesteckt werden und die Klappe würde daran drehbar sein. Man wird erkennen,

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INSPECTED

dass diese Ausführungsart ein Ausformen des Gehäuses in zwei Teilen, wie oben beschrieben, notwendig macht. Eine Metallachse ähnlich der Achse 6 wäre dann als Verstärkungsglied längs der Drehachse der Klappe festgehalten, vorgesehen. Die Achse wäre vorzugsweise von viereckigem Querschnitt. Ein Ende der Achse würde bündig mit dem unteren Lagerarm abschliesaen, während das andere kurze Stück aus dem anderen Lagerarm herausragen würde« Dieses htraueragende Stück würde das Anbringen eines Drehgriffs erlauben.

Die Klappe 2 ist in ihrer Gesamtheit scheibenförmig und im Durchmesser nur etwas kleiner als der anschliessende Innendurchmesser des Gehäuses 1, sodass sie so gedreht werden kann, dass sie im wesentlichen den Querschnitt des Gehäuses überdeckt. Die Klappe ist, bis auf das Vorhandensein einer Metallverstärkung 13,das eingeklebt 1st, aus Plastikmaterial. Es können ein oder mehrere solche Verstärkungen vorhanden sein. Typisch sind es fünf, wie in den Zeichnungen gezeigt.

Wie man aus Fig. 4 ersieht ist die Klappe 2 asymetrlsch, indem eine Seite 14 der Klappe der Achse 6 näher ist als die andere Seite 15. Die Seite 15 ist im wesentlichen eben. Die Seite 14 dagegen ist in ihrer Gesamtheit konvex oder konisch, hat aber eine stgBtntfurnige xylindriaohe Ausbeulung oder einen Vorsprung entlang und um die Aohie 6.

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Metallverstärkungen. 13 befinden sieh-in Öffnungen d®¥. Achse 6 und vorgeformten Längsamsiieliaiiägea durch* ^ &i©- Klapp© 2. Die Verstärkungen - erstrecken sieh, duirefe fii© Klappe fast bis zu ihusn Kanten« Die aussehen? mn, Bereiche der Längsausnehmungesi in denen sieh die Stärkungen befinden werden mit geeignetem und/oder Klebemittel aufgefüllt.

In einer anderen Ausführungsfom der zeigt) sind die Verstärkungen mn ihren EMeQ Mt lind .Mutteranordnungen oder irgend einer anderen Βγ&©!πγ©σ?

richtung versehen, die die Klapp® wirksam /vorspannt '■.

Bemerkt werden soll, dass die Quersohnittsf®» der etärkungsteile nicht von grosser Wichtigkeit ist. Sie können von kreisförmige« Querschnitt (wie/ Hsrgeetell-t);_tviereokigem Querschnitt oder von irgendeiner a&derta Quereohnittsform sein.

Weitere Verstärkungsanordnungen sind mögllcb. ι a) Die Verstärkung kann eine ebene, in der Klapfü ©iisig· bettete Platte sein;; z.B* könnte ®s eine ^:m:&&z 6 durch irgendein passendes Mittel, wie Sehrautien Stifte, befestigte Metallsöheib· sein. liae im Achse 6 angeschweisste Spheibe 13A ist in Fig, 4 deutet. ; .. ^:_{: :} - ^[__ ■..--. '".--

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b) Die Verstärkung kann ein metallenes Gitterwerk oder ein Metallnetz sein«,

c) Die Verstärkung kann aas Glas- oder Koiilefasern bestehen; diese können ausschliesslich oder in Verbindung mit anderen erwähnten Arten der Verstärkung verwendet werden.

Bei den meisten der obigen Alternativen kann die Verstärkung entweder während des Ausformens der Klappe angebracht oder, was normalerweise der Fall sein wird, in vorgeformte Ausnehmungen der geformten Klappe eingesetzt werden.

In der bevorzugten Ausführungsart wird die Abdichtung zwischen dem Gehäuse 1 und der Klappe 2 mittels eines flachen, ringförmigen Dichtringes 16, aus Gummi oder anderem geeigneten, flexiblen Material hergestellt. Der Dichtring 16 sitzt in einer ringförmigen Auskehlung des Gehäuses 2 und wird in dieser Lage durch einen Haltering 17 aus Plastikmaterial gehalten. Der Haltering 17 ist im Gehäuse 2-mittels vieler Schrauben 18 befestigt.

Die Aussenkante 20 der Klappe 2 stösst in der Schließstellung gegen die Innenkante 13 des Dichtrings 16» lie man aus Fig,.4 ersieht, ist die Kante 20 etwas »Qhx&g_t indem der Durchmesser der Klappe von der Seite .15 xax

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Seite 14 zunimmt. Die Kante 19 des Dichtrings 16 hat eine Schräge, die mit der Schräge der Kante 20 übereinstimmt. Vorzugsweise sind jedoch beide Kanten auch etwas gerundet um Abrieb beim Öffnen und Schliessen des Ventils zu verhindern.

Wie bereits erwähnt ist das Gehäuse in seiner Gesamtheit im äusseren Aussehen zylindrisch. Die Innenfläche des Ge« häuses ist ebenfalls in ihrer Gesamtheit zylindrisch, je= doch ist das Gehäuse in der Nähe der Dichtung 16 iron etwas verringertem Innendurchmesser, die Oberfläche ist etwas schräg, der Schräge der Kante 19 des Diehtrings 16 und der Kante 20 der Klappe 2 folgend.

Entsprechend lastet in der Schließstellung der .Flüssigkeitsdruck auf der Oberfläche 15 der Klappe usd der Brack im Ringspalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses und der Kante 20 der Klappe wird bestrebt sein üle Dichtung gegen die Klappe 2 zu pressen und dadurch ein besseres Schliessen sicherstellen.

In eiser weiteren Abänderung der bevorzugtes Äusführungs«» art kann die Dichtung nicht im Gehäuse, sondern am Rande der Klappe vorgesehen sein.

Als noch weitere Abänderung kann die Abdichtung durch den Einbau einer eingeforauten, federnden AiiskleMimg aus Gummi oder anderem geeigneten Material erreicht werden. Ia dieser Atisftihruögsart erhellt es, dass die Klappe irersagsweise

von symetriseher Bauart wäre.

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Claims

Patentanspruches

Drosselventil, gekennzeichnet durch einem Ventilkörper aus Plastikmaterial mit zwei getrennt angeordneten Öffnungen zum Einbau in eine Rohrleitung und eine, hauptsächlich aus Plast!!material bestehende Klappe₉ die Im Gehäuse, zwischen den Öffnungen so gelagert Is t_g dass sie In eine Schließstellung drehbar ist. In welcher sie den Durchfluss zwischen den Öffnungen verhindern kann, wobei die Klappe mit einer Verstärkung versehen 1st.

2« Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstärkung ein axiales, entlang der Drehachse der Klappe angeordnetes Metallglied gehört.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung ferner ein oder mehrere, in der Klappe im Winkel zum Axialteil angeordnete, quer verlauf ende Metall·· Verstärkungsglieder aufweist.

4. Ventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass diese verlaufenden Glieder im wesentlichen im rechten Winkel zum Axialglied angeordnet sind.

5. Ventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die quer verlaufenden Verstärkungsgileder In entsprechend angeordneten Öffnungen des Axlalgliedee befinden«

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6. Ventil nach Anspruch 3# 4· oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Verstärkungeglieder mit Mitteln zum Vorspannen der Klappe versehen sind.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Vorspannen der Klappe Gewinde und Muttern an dem quer verlaufenden Verstärkungsglied öder den Gliedern aufweist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung ein Gitterwerk von Verstärkungsgliedern aufweist.

9. Ventil nach einemι der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung Metallnetematerial aufweist, ν ""' ^ ■' '■'■:■:■ "-."■■'

1U. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung ferner eine Metallscheibe in der Klappe aufweist.

11. Ventil nach Anspruch IQ dadurch gekennzeichnet, dass diese Jletallecheibe am Aiiftlglied befestigt ist·

12. Ventil naoh eine» der Ansprüche 2-11, dadurch gekennzeichnet, äa*s die Verstärkung weiterhin Glasfasern in der Klappe aufweist.

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13. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung ferner Kohlefäden in der Klappe aufweist.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Axialteil in, in den Seiten des Gehäuses angeordneten Lagern dreht, wobei die Fort·· sätze des Axialteils aus der Klappe in die Lager ragen und zylindrische Lagerarme bilden.

15. Ventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager einander im Gehäuse diametral gegenüberliegen, wobei das Gehäuse im wesentlichen von kreisförmigem Querschnitt ist.

16. Ventil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der beiden Lager eine sylindrlsche ulindbohrung in der Innenfläche des Gehäuses und das zweite Lager eine zylindrische öffnung in der Wand des Gehäuses ist, wobei das Axialteil durch die Öffnung herausragt.

17. Ventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,dass der äussere Teil des Axialgliedes im »weiten Lager von verringertem Durchmesser ist,und das aweite Lager eine Drucklagerbüchse aufweist, die das Teil mit verringertem Durchmesser umschliesst um die längsbewegung des Axialgliedes einzuschränken* - 14 -

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18. Ventil nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine, im wesentlichen zylindrische Innenfläche hat und in einem Stück vorgeformt ist und dass die Klappe eingebaut wird, Indem sie in das Gehäuse gebracht wird und dann das Axialglied durch sie hindurchgesteckt wird.

19. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 13? dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe diametral einander gegenüberliegende vorgeformte, zylindrische Lagerarme hat, die sich in Lagern in den Wänden des Ventils drehen, wobei sich das Axialglied entlang dieser Lagerarme erstreckt.

20. Ventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass das Aiialglied von viereckigem Querschnitt ist.

21. Ventil nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse in zwei Hälften vorgeformt ist.

22. Ventil nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass es einen oder mehrere Dichtringe in einem oder beiden Lagern aufweist.

23. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe asymetriaqh und

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ihre Drehachse in Richtung einer ihrer Oberflächen verschoben 1st·

24. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Ringdichtung aufweist, die zwischen dem Gehäuse und dem Aussenumfang der Klappe wirkt.

25. Ventil nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdichtung ein flacher Ring ist der an der Innenwand des Gehäuses angeordnet ist.

26. Ventil nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,dass dieser flache Ring in einer ringförmigen, einer öffnung des Gehäuses zugeordneten ringförmigen Auskehlung, angeordnet 1st und darin von einem Haltering gehalten wird.

27. Ventil nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenumfang der Klappe und die mit ihm zusammenwirkende Kante der Sichtung beide ein· in Strömungsrichtung des Ventils sich erweiternde Schräge haben.

28. Ventil nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet ,das· die Innenfläche des Ventils in der Nähe der Dichtung ein·, in Strömungsrichtung des Ventils sich erweiternde Schräge hat.

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29. Ventil nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenwirkenden Kanten der Dichtung und der Klappe leicht gerundet sind um Abrieb zwischen den beiden zu verringern.

30. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stromaufwärts gelegene Fläche der Klappe im wesentlichen eben ist.

31. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Ventils mit Flanschen zum Einbau zwischen Anschlussflanschen einer Rohrleitung versehen ist.

32. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 29» dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse von sogenannter Waffelbauart ist.

33. Ventil nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,dass die Dichtung eine eingef ernte federnde Auskleidung aufweist. . " ■ ... :_---_■-__ .".- '■ "'■"■-"" ;^:--V--

34. Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen wie beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt ist. -' .-. . '■■"_ ^:

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