DE1926572A1

DE1926572A1 - Drosselklappen- oder Plattenventil

Info

Publication number: DE1926572A1
Application number: DE19691926572
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Jamesbury Corp
Current assignee: Neles Jamesbury Inc
Priority date: 1968-05-28
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1969-12-04
Also published as: CH485152A; NL6908064A; BE733641A; FR2009508A1; GB1273240A; DE1926572C3; SE356351B; DE1926572B2; NL155082B; AT299644B; ES367754A1; US3608861A

Description

PATENTANWALT

MÖNCHEN 5

REICHENBACHSTR. 51

TEL 263251

Jamesbury Corporation Worcester, Hase.; USA

Drosselklappen- oder Plattenventil.

Die Erfindung betrifft ein Droeselklappen- oder Plattenventil mit einem ringförmigen Sitz, der den StrÖmungskanal uiagibt, der von der inneren Oberfläche eines Ventilgehäuses begrenzt wird, einer Drossel oder Platte, die in dem Gehäuse drehbar um eine Achse montiert ist, die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsaohse verläuft und mit einer Umfangsdiohtungsoberfläche an dieser Platte, die mit dem Sitz zusammenwirkt, um die Strömung durch den Strömungskanal abzusperren, wenn die Scheibe in die Schließstellung bewegt worden ist, wobei die Dichtungsoberfläche ein Segment einer im wesentlichen konvergierenden Oberfläche ist.

Die Erfindung bezieht sich auf Hähne und insbesondere auf Drosselklappenventile, in denen eine Platte drehbar montiert ist und zwar zwischen einer Öffnungsstellung, in der die Platte im wesentlichen parallel zur Achse des Strömungskanals durch das Ventil hindurch liegt und einer geschlossenen Stellung, in der die Platte senkrecht zu dieser Achse verläuft. Diese Platte oder Drosselklappe arbeitet mit einem ringförmigen flexiblen Sitz zusammen, der den Strömungskanal umgibt, um die Strömung durch den Kanal hinduroh abzusperren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf solche Ventile, in denen die Wirkung des Innendruckes des fluiden Mediums,

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der auf das Ventil einwirkt, dazu dient, die Zusammenwirkung zwischen dem flexiblen Sitz und der Scheibe zu yerbessern, d.h. also auf Ventile, ₍in denen ein erhöhter Druok des fluiden. Mediums bewirkt, die Möglichkeit eines Siokerflusses durch das Ventil hindurch au verringern.

Obwohl gefunden wurde, daß Drosaelklappenventlle, wie sie in den US?Patentsohriften 2 980 388 und 3 282 558 besohrieben werden, für bestimmte Zwecke geeignet sind, sind jedoch diese Ventile nicht ohne Einschränkung verwendbar und zwar wegen einer Anzahl von Nachteilen, die diese aufweisen.

In der US-Patentschrift 2 893 682 wird ein Ventilaufbau beschrieben, bei dem die TJmfangsdichtungsoberfläche und der flexible Sitz derart kontur!ert sind, daß sie einander ergänzen und in dem Fall, in dem kein innerer Druck eines fluiden Mediums herrscht, lediglich in Gleitkontakt gegeneinander anliegen. Die Aufbringung eines Druckes eines fluiden Mediums aus der Konvergenzrichtung auf die Dichtungsoberfläche an der Drosselklappenncheibe drückt den flexiblen Sitz in einen innigeren Kontakt mit der Diohtungsoberflache an der Scheibe, um eine Leokströmung herabzusetzen. Wenn jedoch der Druak bei diesem Ventil von der entgegengesetzten Seite aufgebracht wird, so hat der flexible Sitz die Beigung, eich von der TTmfangsdichtungsoberfläohe abzuheben, so daß eine Lecks tr Ömung durch das Ventil hindurch auftreten kann. In dieser Patentschrift wird ausgeführt, daß dieses Ventil besonders, nützlich ist, wenn es für bestimmte Anwendungsarten vorgesehen ist, beispielsweise um die Strömung einer stark flüchtigen Flüssigkeit zu steuern, die die Neigung hat, einen Gasdruck auszubilden, wenn sie erwärmt wird«. Ee ist jedoch im allgemeinen wünschenswerter und für zahlrei-

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one Anwendungen absolut erforderlich, ein Ventil zur Verfügung zu haben« welches dem Druck eines fluiden Mediums widerstehen kann und zwar unabhängig von der Richtung» in der dieser Druck wirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Drosselklappenventil zu schaffen, welches in einem System arbeiten kann, in dem der Druck von jeder Seite auf das Ventil einwirken kann, wobei die Abdichtungswirkung unabhängig von der Druckrichtung verbessert werden soll«

Erfindungagemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein ringförmiger flexibler Sitz vorgesehen ist, der die Neigung hat, sich mehr als die Platte stromab zu verbiegen, wenn ein innerer Druck von vorgegebener Größe aus der Konvergenzrichtung der Dichtungeoberfläche einwirkt und der die Neigung hat, sich weniger zu verbiegen als die Platte, wenn der Druck aus der entgegengesetzten Richtung wirkt, so daß ein innerer Druck eines fluiden Mediums unabhängig von der Richtung, aus der dieser wirkt, die Dichtungswirkung des Sitzes gegen die Platte erhöht.

Durch die Erfindung wird ein Drosselklappen- oder PlattenventiH gesohaffen, in dem ein ringförmiger flexibler Site,den Strömungskanal umgibt und mit einer geneigten ümfangsdj olitungsoberfläche einer drehbar montierten Platte zusammenwirkt, um den Strömungskanal «u öffnen und abzuschließen, wobei dieses Ventil erfindungagemäß derart verbessert ist, daß das Ventil einen Innendruck mit gleicher Wirksamkeit widersteht und zwar unabhängig von der Wirtungsrichtung des Druckes. Die Ventilplatte oder VentilkJappe biegt sich stromab, um die gleiche Strecke be5 der Aufbringung eines gegebenen Druckes bis zum Grenzdruck für das Ventil und zwar unabhängig von

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der Richtung, aus der der Druck wirkt· Demgegenüber hat der ringförmige flexible Sits die Neigung, sich um eine größere Strecke zu verbiegen, wenn der Druck aus der Riohtung der Konvergenz der geneigten Umfangsdichtungsoberfläohe aufgebracht wird und hat ferner die Neigung, «ich um ein geringeres Ausmaß zu verbiegen, wenn der Druck von der entgegengesetzten Riohtung aufgebracht wird.

vorteilhafter Weise werden das Zusammendrücken und Verbiegen des Sitzes in der Dichtungslage durch die Wirkung des Innendruckes des fluiden Mediums auf das Ventil verstärkt und zwar unabhängig von der Richtung, aus der der Druck wirkt.

Die üb den Umfang der Ventilklappe oder Platte herumlau- -fende Dlohtungsoberfläche ist vorzugsweise geneigt, d.h. sie ist ein Segment einer konvergierenden Oberfläche, wobei die Konvergenz an einer Stelle auf der Verlängerung der Strumungsaohse erfolgt* Beispielsweise kann diese umlaufende Di oh tungs oberfläche ein Kegelstumpf- oder , ein Konus oder ein Kugeleegment oder ein Sphäroid sein· Die drehbare Lagerung der Scheibe kann mittels einer Welle erfolgen, die _t sich durch eine Stopfbuchse in den Ventilkörper hinein erstreokt, wobei ein äußerer Ventilhandgriff vorgesehen sein kann. Die Aufbringung eines Innendruckes eines fluiden Mediums auf jede Seite der Ventilsohelbe bei geschlossenem Ventil bewirkt eine gewisse Verbiegung der Ventilplatte In einer Richtung, dl· von der Druckwelle fortweist. Diese Auslenkung oder Verbiegung 1st die Summe der gesamten Verbiegungen, die durch eine Wellenverbiegung entstehen, durch einen Spielraum «wischen der Welle und deren lager, durch ein Zusammendrücken der lager duroh die Welle und durch eine Verschiebung der Ventilklappe relativ tsur Welle, falls diese Elemente nicht absolut starr miteinander verbunden sind·

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Die Größe dieser Verbiegung oder Auslenkung der Ventilklappe ist im allgemeinen unabhängig von der Richtung, aus der der Druok wirkt und ist eine funktion der Größe, des resultierenden Innendruokes, der aufgebracht wird. Dies gilt bis zum Srenzdruok für das Ventil.

Sin Weg, eine derartige isotrope Verbiegung oder Auslenkung der Ventilklappe zu erhalten, d?h. eine Auslenkung« die durch den Innendruck hervorgerufen wird und swär unabhängig von der Richtung, aus der der Innendruck augeführt wird, ist der, ein Drosselklappenelement von einheitlichen Aufbau vorzusehen, der ein Plattenelement und ein Bolzenauge aufweist« wobei ei oh die Welle durch die Bohrung des Bolzenauges erstreckt und wobei eine Innenverbindung vorgesehen ist, damit sich Welle und Platte gemeinsam drehen können«

Weiterhin ist es zur Durchführung der Erfindung erforderlich, einen ringförmigen.flexiblen Sits vorzusehen, der die Neigung hat, durch den Innendruck des fluiden Mediums anisotrop ausgelenkt oder verbogen zu werden· Dies bedeutet, daß der Sits die Neigung hat, um eine größere Strecke ausgelenkt oder verbogen zu werden, wenn der Innendruck und zwar herauf bis zum Grensdruck des Ventilee aus der Biohtung aufgebracht wird, In der die umlaufende Diebtungsoberfläche der Platte konvergiert und der die FeI-gung. hat, sich weniger «u verbiegen, wenn der Innendruck von der entgegengesetzten Sichtung aufgebracht wird« Die Neigung dieses Sitzes, eich ansprechend auf den Druok, der aus der Richtung der Konvergenz wirkt, zu verbiegen, ist in wünschenswerter und vorteilhafter Weide größer als die Neigung der Ventilplatte, aioh au verbiegen, jedoch ist die Neigung des Sitzes, sich ansprechend auf den Druck zu verbiegen, wenn dieser Druok aus der entgegengesetzten Richtung wirkt, in wttneohenewerter und vorteil-

hafter Weise geringer ale die Neigung der Ventilklappe, ei oh zu verbiegen·

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Ss iat zu erkennen« daß die Einwirkung des Druckes des fluiden Mediums aus der Eichtung der Eonvergene die unvermeidliche Auslenkung oder Terbiegung der Ventilplatte stromab h-ervorruft. Wenn jedoch die im vorstehenden aufgeführten Kriterien erfüllt sind, bewirkt diese Aufbringung eines Innendruckes des fluiden Mediums, daß der flexible Sitz stromab in einem größeren Ausmaß verbogen oder auagelenkt wird, wodurch dieser Sit« in eine noch dichtere Anlage gegen die TJmfangadich tunga oberf Ia-. one angelegt wird und wodurch die AbsohluSwirkung des Ventilea, verglichen mit bisher bekannten Ventilen, verbessert wird« Wenn andererseits der Innendruck des fluiden Mediums auf das Ventil aus der entgegengesetzten. Bichtung einwirkt, so wird die Ventilplatte in Richtung der Konvergenz um eine bestimmte Streoke ausgebogen, jedooh neigt der flexible Sitz dazu, in dieser Sichtung verbogen zu werden und swar in einem geringeren Ausmaß und dadurch wird wiederum die Abschluß** oder Dichtungewirkung des Ventiles verbessert« wenn der Innendruck des fluiden Mediums ansteigt«

Sa iat vorteilhaft, daß der flexible ringförmige Sits gegenüber der Dichtungsoberfläohe der Ventilplatte derart angeordnet wird, daß auch bei Abwesenheit eines Druckes der Site die Heigung hat, durch die Dichtungaoberfläche abgebogen au werden, wenn sich die Ventilplatte in der geschlossenen Stellung befindet. Diea bedeutet, daS der Sits dadurch komprimiert wird, daß ein Verdrängungseingriff >it der Dichtungaoberfläche der Ventilplatte erfolgt« Die Wirkung der miteinander zusammenwirkenden Stile bei der Aufbringung eines inneren Druckes eines fluiden Hedius«, die Im vorstehenden beschrieben wurde, dient dasu, die Anfangadichtung su verbessern und zu verstärken und dadurch wird ein Droaae!klappenventil geschaffen, welches swangsläufig und wirkungsvoll eine

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Abdichtung gegen Leokströmungen in allen Druokbereiohen ermöglicht und dies noch unabhängig von der Richtung, in der der Druck wirkt·

Bine Anzahl von Wegen wird in der folgenden Beschreibung dargelegt, mit denen die erf order Hohen riohtungaabhSnglgen Verbiegungen in flexiblen Site zu erzielen sind, wobei bemerkt sein soll, daß andere Wege eingeschlagen werden können, um derartige Riohtungsabhängigkeiten oder Anisotropient die erfindungsgemäß vorgesehen sind, bu erzeugen. ,

In vorteilhafter Weise kann der flexible Ringelte ein Ring aein, der einen langgestreckten Querschnitt hat und der einen ringförmigen äußeren Abschnitt hat, der durch starre Elemente des Ventiles erfaßt und eingespannt werden kann, wobei diese Elemente auf jeder Seite des Ringes angeordnet sind und diesen benachbart liegen· Der innere Abschnitt dieses flexiblen Sltses, d.h. der Abschnitt, der der ringförmigen Öffnung benachbart liegt, 1st nicht eingespannt und 1st frei und kann sich dadurch verbieg gen, daß dieser, in Eontakt mit der Diohtucgsoberfläche dor Tent!!klappe gelangt· Eine Verbiegung kann auch durch die Wirkung des Innendruckes des fluiden Mediums erfolgen oder durch beide Wirkungen« Der Abschnitt des Si tees» der diesen inneren Abschnitt mit dem äußeren Absohnltt verbindet, kann ein Selenkabechnitt sein·

Bei einer AusfUhrungsform der Erfindung berührt das starre

Sinspannelement des Ventiles, welches auf der gleichen Seite des flexiblen Sitses liegt, wie 41« Konvergenerioh tung, den ringförmigen Site rom radialen äußeren Sode her sur Mitte hin über einen größeren Eadiueebsohnitt des Sltses als das entsprechende starre Element auf der anderen Seite des flexiblen Si tses. Di· Verbiegimg des

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radialen inneren Abschnittes des Sitzes bei einem Druck, der aus der Konvergenärichtung wirkt, erfplgt dadurch* daß eine Verbiegung um einen Sohwenkpunkt heruto stattfindet, wobei es sich um das ringförmige innere Ende des atarren Elementes handelt und wobei dieser Schwenkpunkt weiter von der Mitte des ringförmigen Sitzes, dah«, γόη der Strömungsachse» entfernt liegt als der Sohwenkpunkt bei einer Verbiegung in der entgegengesetzten Richtung· Sie Verschwenkung um irgend einen Schwenkpunkt verbiegt den flexiblen Sitz in eine Konfiguration mit gegebenem ™ Krümmungsradius* Eine Konfiguration mit verhältnismäßig kleinerem Krümmungsradius ist mehr verzerrt oder verkrümmt als eine mit einem verhältnismäßig großen Krümmungsradius * Je mehr der Schwenkpunkt sum Verbiegen des flexiblen Sitzes.von der Mitte des ringförmigen Sitzes, d^ho von der Strömungsachse entfernt liegt, um ao leichter kann der Sitz verbogen werden und um so größer wiyd der Krümmungsradius der Konfiguration sein, die ,dem Site erteilt wird. Deshalb hat der Sits die Neigung, sich leichter von der Konvergenzrichtung fort als zu dieser hin au verbiegen.

t Sei einer anderen Ausführungsform ist eine starre Kompressionsoberflache dem inneren Abschnitt des Sitzes benachbart angeordnet und liegt auf der gleichen Seite des Sitzes wie die Kpnvergenzriohtung. Die Anordnung dieser Korn» pressionaoberfläche ist derart, daß diese Ausbiegungen des Sitzes in Richtung der Konvergenz auffängt, wodurch diese Ausbiegung durch einen Druck aus der entgegengesetsten Richtung ausgelöst wird, wobei diese Ausbiegung den ringförmigen inneren Abschnitt des Sitzes in Kontakt mit dieser Kompres a ions oberfläche bringt. Eine weitere Aua-? lenkung des Sitzes in der gleichen Richtung drückt den Sitz gegen diese Kompression oberfläche zusammen, so daß der Sitz nur eine geringe Keigung hat, in dieser Richtung

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sich zu verbiegen. Andererseits ist kein entsprechendes Kompressionselement auf der anderen Seite des Sitzes angeordnet und die leichte Möglichkeit des Sitzes, in dieser Richtung eich zu verbiegen, wird nicht /begrenzt·

Ss liegt im Rahmen der Erfindung, in vorteilhafter Weise die Verbiegungsanisotropie des Sitzes dadurch zu erzielen, daß unterschiedliche Fläohenbereiche der entep*rechenden Seite des flexiblen Sitzes den Kräften ausgesetzt werden, die durch den inneren Druck des fluide!?. Mediums erzeugt werden. Insoweit als diese resultieren-¹ den Kräfte, die eine Auslenkung des flexiblen Siteea bewirken, die Kräfte sind, die in Richtung der StrÖinuögeachse verlaufen, ist die hier gemeinte Fläche die Projektion der tatsächlichen Oberfläche des Sitzes, die dem Druck ausgesetzt ist, auf eine Ebene senkrecht zur StrÖ-mungsachse des Ventils. Wenn die Projektion dieser Fläche auf eine solche Ebene auf der Seite des Ventils in Richtung der Konvergenz ausreichend größer ist als auf der anderen Seite, so wird die gewünschte Riohttragswirkung erzielt.

Eine Kombination dieser Effekte oder anderer Mittel entweder allein oder in Kombination mit jedem anderen oder mit den hier beschriebenen Mitteln kann verwendet werden., um die erforderliche anisotrope Ausbiegung des Sitzes zu erzielen« Der Sitz kann beispielsweise mit graduierter oder allmählich steigender Steifheit von einer Oberfläche zur anderen ausgebildet sein, wobei eine, derartige Graduation durch eine Graduation der Materialeigenschaften erzielt werden kann. Der Sitz kann aus irgend einem Material bestehen, welches die erforderlichen flexiblen Eigenschaften hat, beispielsweise aus einem halbateifen flexiblen Material. Fluorin enthaltende Polymere, wie beispielsweise Tetrafluoräthylen sind sehr gut geeignet«

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* In einigen Fällen sind Metalle mit ausreichenden Federeigenschaften gut geeignet» Im gegensatz zu bisher bekannten Drosselklappenventilen ist es bei den erfindungsgemäßen Ventilen nicht erforderlich, daß das Sitßmaterial ein elastomeres Material ist, wie beispielsweise ein Sitz aus Haturgummi oder synthetischem Gummi.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden« Ba zeigen:

Pig, 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Drosselklappenoder Plattenventils,

Pig« 2 eine Schnittansicht eines ringförmigen flexiblen Dichtungsringes, der bei dem erfindungagemäße« Ventil verwendet werden kann und

Fig« 3 eine vergrößerte Querschnittansicht des Bereioha, in dem der ringförmige Sitz und die Diohtungsoberfläche der Klappe oder Platte miteinander zusammen." wirken»

' In Fig. 1 ist ein Ventil 10 dargestellt, welches wahlweia« mit einer motorisierten Ventilbetätigungseinrichtung 11a ausgerüstet sein kann. Die !Einzelheiten dieser Ventilbetätigungeeinriohtung sind für die Erfindung ohne Bedeutung. Dae Ventil 10 weist ein Gehäuse auf, welches einen StrÖ~ mungekanal 12 von kreisförmigein Querschnitt begrenzt» 13"» ne Drpsaelklappenacheibe 13 ist an der Welle 14 mit diesedrehbar montiert und ein ringförmiger flexibler Sit κ \^Γ* ist vorgesehen und ferner ist ein Sitahaltering 16 im Behälter angeordnet*

Der Strömungskanal 12 weist die bei 13a. dargestellte Strö-

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mungaachse auf· Die Welle 14 verläuft im wesentlichen senkrecht sur Strömungsaohse 13a· Die Welle 14 ist drehr-"bar im Ventilgehäuse 11 mittels eines unteren Lagers 17 und eines oberen Lagers 18 gelagert· Diese Lager sind im einzelnen nicht dargestellt· Ein Stopfen 19 ist in das untere Ende der Wellenbohrung eingesetzt, um das Austreten des fluiden Mediums zu verhindern. Eine Stopfbuchse 19a, die ebenfalls in ihren Einzelheiten nicht dargestellt ist, ermöglicht es, daß die Welle 14 aus dem oberen Ende des Gehäuses 11 auetreten Kann, ohne daß Verluste des Innendruokes.auftretenο

Die Klappe 14 ist von einer Dichtungsoberfläche 20 umgehen. Diese Dichtungs- oder Siteoberfläche ist gegenüber der Strömungsachse 13a geneigt. Weiterhin sei zur Beschreibung der Dichtungsoberfläche bemerkt, daß diese als Segment einer größeren eher imaginären als konkret vorhandenen geometrischen Oberfläche beschrieben werden kann, die an einer Stelle konvergiert, die im wesentlichen in der Verlängerung der Strömungsachse 13a liegt. Wie ?ig. 1 zeigt, konvergiert die Dichtungsoberfläche 20 der Platte oder Klappe 13 nach rechts und diese Sichtung soll als Konvergenzrichtung bezeichnet werden*

Fig· 5 zeigt in vergrößertem Maßstab den Abschnitt den Ventils., in dem die. Zusammenwirkung zwischen der Dichtungsoberfläche 20 der Klappe 13 und dem flexiblen ringförmigen Sitz 15 stattfindet· Es aei bemerkt, daß in. Fig. 3 die Konvergenzrichtung nach oben verläuft, d*h« zur Oberseite der Zeichnung hin·

Der flexible ringförmige Sitz 15 weist einen ringförmigen äußeren Abschnitt 21 und einen ringförmigen inneren Ab~ schnitt 22 auf, wobei diese !feile durch einen Verbindungsteil 23 miteinander verbunden sind. Ea ist zu erkennen, daß der äußere Abschnitt 21 parallele Oberflächen 24 und

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25 aufweist, die In benachbarten starren Elementen 26 und 27 eingespannt und festgehalten werden können. Wie Pig ο 1 sseigt; ist das starre Element 26 eine Oberfläche dee Sitzhalterungsringes 16 und das starre Element 27 ist eine Oberfläche dee Ventilgehäuses 11.

Sin innerer Abschnitt 22 des ringförmigen flexiblen Sitzea 15 ist in Pig. 3 dargestellt und zwar in seiner unauegelenkten Stellung, d.h* in der Stellung, die dieser Abschnitt einnimmt, wenn die Klappe 13 aus der Kontaktlage heraus in die Öffnungsstellung gedreht ist« Aus der Überlappung 28, die in. Fig« 3 dunkel schraffiert dargestellt ist, und die zwischen dem ringförmigen Sites 15 und der Scheibe 13 vorhanden ist, geht hervor, daß Kräfte zwischen diesen Elementen auftreten· Wenn die Scheibe 13 in die Schließstellung gedreht ist, findet eine Auslenkung oder Verbiegung des Sitzes 15 statt, was eine zwangsläufige Abdichtung des Ventlles sichert und zwar auch im daß kein Druck eines fluiden Mediums vorhanden ist.

Die Ablenkung des inneren Abschnittes 22 des Ventilsitzes 15 erfolgt hauptsächlich durch die Wirkung dee Gelenk·* oder Verbindungeabschnittes 23 des Sitzes <, Um diese Ahlenkung oder Verbiegung oder Verformung aufnehmen zu können, 1st der Selenkabsohnitt 23, wie bei 29 dargestellt, tief ausgespart.

Wenn aus der Richtung der Konvergenz ein Innendruck ausgeübt wird, d.h. bei der Bareteilung in Fig. 1 von rechts oder bei der Darstellung in Fig. 3 von oben, so wird die Scheibe 13 in einer Sichtung stromab verschoben, d,h· bei der Darstellung in Fig. 1 nach links oder bei der Darstellung in Fig. 3 nach unten und zwar um eine Strecke, die eine Funktion des inneren Druckes des fluiden Mediums ist. Ss ist zu erkennen, daß diese Funktion durch eine geeigne-

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te Wahl der Kompressibilität und anderer Eigensehaftea der Lager 17 und 18 beeinflußt werden kann« durch eine richtige Gestaltung dee Spieles »wieoben der Welle 14 und den lagern 17 und 18 und durch die Steifheit der Welle 14 und durch eine geeignete Gestaltung der Verbindungsmittel zwischen der Scheibe 13 und der Welle 14.

Die gleiche Einwirkung des Druckes des fluide» Mediums . bewirkt, daß der ringförmige flexible Sitz 15 und insbesondere dessen innerer Abschnitt 22 die Neigung hat, sich in einer Richtung stromab zu verbiegen und zwar in einer Größenordnung die.größer ist als die Verbiegung der Scheibe 13. Dadurch, wird der innere Abschnitt 22 des Sitzes mit einer größeren Kraft als vorher gegen die Umfangadichtungsoberfläche 20 zusammengedrückt und dadurch wird die Abdichtung oder Versehlußwlrkung verstärkt, die durch die Sitzwirkung »wischen diesen 'beiden Elementen vor der Einwirkung des Innendruckes des ,fluide^. Mediums vorhanden

Falls alternativ der Druck dea fluiden Mediums* der auf das Ventil auegeübt wird, aus einer Richtung entgegengesetzt zur Konvergenzrieh tung wirkt, d-«h« bei der Darstellung in Fig. 1 von links oder bei dar Darstellung in Pig. 3 von unten, so wird die Platte 13 wieder in einer Richtung stromab versetzt und zwar nunmehr bei der Darstellung in Pig* 1 nach rechts und bei der Darstellung in Fig« 3 nach oben und »war um eine Strecke, die zur Größe des Innendruokes des fluiden Mediums in Besiehung steht· Der innere Abschnitt 22 des ringförmigen Sitzes 15 hat jedoch die Neigung, sich in Riohtung stromab um eine Strecke zu verbiegen, die geringer ist* als die Verschiebung der Scheibe 13· Dadurch wird wieder der Zusammenprer aungegrad des Sitzes 15 durch die ringförmige Vereohluß-» oberfläche 20 erhöht, wenn der Innendruck des fluiden Hediume ansteigt*

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Der Grund, warum der innere Abschnitt 22 des ringförmigen Sitzes 15 die Neigung hat, bei einer Aufbringung 4es Innen· druckes aue der Richtung der Konvergenz eich mehr au verbiegen ale wenn der innendruck von der entgegengesetsten Seite kommt, kann aue einer Betrachtung der Pig» 3 verstanden werden. Es. ist zu erkennen, daß die Abbiegung
des inneren Abschnittes 22 bei einem Druck, der aus der Konvergenssrichtung stammt, d«h« bei einem Brück* der
von oben wirkt, dadurch erfolgt, daß der Gelenkabsohnitt 25 nach unten verbogen wird, wobei der Punkt 30b am Ring» aneats 30a des starren Elementes 27 als Sohwenkpunkt
dient« Wenn andererseits der Druckmitteldruck von Her
entgegengesetzten Richtung ausgebracht wird, so tritt
die Abbiegung des inneren Abschnittes 22 dadurch auf _t daß der Crelenkabachnitt 23 um den Punkt 21 an der starren
Oberfläche 26 am Si tzhaX te mingering 16 als Sohwenkpunkt herum verbogen wird.. Der Schwenkpunkt 30b liegt selbst·= verständlich in lösbarer Weise weiter von der Mitte des ringförmigen Sitees 15 und der Scheibe 13 entfernt als
der Sohwenkpunkt 31, so daß eine Auslenkung in Richtung nach oben dadurch auftritt, daß eine Verbiegung in eine Konfiguration von erheblioh kleinerem Krümmungsradius
erfolgt als in dem fall, in dem der Innendruck von oben wirkt.

Obwohl es die Zusammenwirkung «wischen der Sit?oberfläche 34 des inneren Abschnittes 22 des Sitzes 15» der die
Diohtungsoberfläche 20 der Saheibe umgibt, ist, die die Abdichtung des Ventiles hervorruft, spielt die Besiehung «Wischen der Oberfläche 32 auf der Rückseite dee inneren Abschnittes 22 und der starren Oberfläche 33 am starren Element 2,6 ebenfalls bei der Punktion des gemäß der Sr-* findung verbesserten Ventils eine erhebliche Rolle» Wie bereite dargelegt, ist der Innere Abschnitt 22 in Fig.3 in der Stellung geseigt, die dieser Abschnitt, einnimmt,

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wenn die Platte 13 geöffnet ist. Wenn die Platte oder Klappe 13 geschlossen wird, wird der innere Abschnitt 22 etwas -verbogen, so daß dessen Oberfläche 32 mehr an der Oberfläche 33 liegt, ohne diese au berühren. Eine weitere Verbiegung des Inneren Abschnittes nach oben, wie sie beispielsweise duroh die Aufbringung eines Innendruckes erzeugt werden würde, der aus einer Richtung entgegengesetzt zur Konvergenerlchtung wirkt, d.h* von unten, würde die Oberflächen32 und 33 noch dichter einander annähern, bis sie sich schließlich berühren, wonach eine weitere Einwirkung eines Innendruckes aus der gleichen Richtung eine Kompression des inneren Abschnittes 22 des Ringsitees 15 ereeugen würde. Der Abstand, um den die beiden Oberflächen 32 und 33 voneinander entfernt sind, muß ausreichend sein, um nicht nur eine Verschiebung des inneren Abschnittes 22 aufnehmen zu. können, die beim Schließen der Scheibe 13 auftritt, wie es oben beschrieben wurde, sondern auch die thermischen Ausdehnungen der Komponenten, wobei diese thermischen Ausdehnungen im Temperaturbetriebabereich auftreten, für den das Yen·» til vorgesehen ist«

Ein weiterer Faktor, der sum anisotropen Verbiegungsverhalten des ringförmigen Sitees 15 in Abhängigkeit von der Wirkungerichtung des Druckes beiträgt, ist die effektive Fläche, auf die der Druok des fluiden Mediums einwirkt. Wenn der Innendruck des fluiden Mediums aus der Richtung der Konvergens wirkt, d„h* also bei der Darstellung in Fig. 3 von oben, so wirkt der Druok des fluiden Mediums auf den Site 15 vom Kontaktpunkt dieses Sitees mit der Scheibe 3 bis sum Sohwenkpunkt 31 ein. Wenn der Drück des fluiden Mediums aus der entgegengesetzten Richtung wirkt, so verläuft die Fläche,' auf die dieser Druck einwirkt, vom untersten Kontaktpunkt swisohen dem Site 15 und der Scheibe 13 bis etwas über den Punkt 30 hinaus ο Der Innendruck des fluiden Mediums, der auf ein gegebenes

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Segment der Sitzfläche einwirkt, kann einen von zwei Effekten erzeugen· Wenn das gegebene Segment dee Sitzes getragen oder abgestützt ist, d»ho versa, die gegenüberliegende Oberfläche gegen eine starre Oberfläche anliegt, so wird dieses gegebene Segment lediglich zusammengedrückt, Andererseits werden Segmente des Sitzes, die nicht abgesteckt sind, in Richtung stromab verbogen und zwar durch eine resultierende Kraft, die ale Produkt der Größe des Druckes und der Projektion der Fläche des nicht abgestutzten Segmentes des Sitzes auf eine Ebene senkrecht zur StröjHungsaohse dargestellt werden kann, wobei es sich in Fig. 3 um irgend eine horizontale Ebene handelt. Yfenn dieses Produkt für einen Druck, der aus der Konvergenzrichtung wirkt, doh· von oben, größer ist als für einen Druck, der in der entgegengesetzten Richtung wirkt, so wird die gewünschte Anisotrope des ringförmig gen flexiblen Sitzes erreicht«

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Claims

Patentansprüche

Drosselklappen- oder Plattenventil mit einem ringförmig gen flexiblen Sitz, der den Strömungsksnal umgibt, der von der inneren Oberfläche dea Ventilgehäusea begrenzt wird, einer Platte, die drehbar in dem Gehäuse um eine Achse montiert ist, die im wesentlichen senkrecht zur Strömungsachse des Strömungekanals verläuft und einer in TTmfangsriehtung verlaufenden Verschlußoberfläphe. an der Platte, die mit dem Sitz zusammenwirkt, um die Strömung durch den Strömungskanal abzusperren, wenn die Scheibe in die Schließstellung gedreht ist, wobei die Diohtungsoberfläche ein Segment einer im wesentlichen konvergierenden Oberfläche ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger flexibler Sitz (15) vorgesehen ist, der die Heigung hat, sich mehr als Platte (11) in Richtung stromab eu verblegen, wenn ein Innendruck eines fluiden Mediums von einer gegebenen Größe aus der Richtung der Konvergenz der Diohtungsoberflächen aufgebracht wird und der die Neigung hat, sich weniger jsu verbiegen als die Platte (11), wenn der Druck aus der entgegengesetzten Sichtung aufgebracht wird, so daß der Innendruck des fluiden Mediums unabhängig von der Rieh« tang, aus der dieeer wirkt, die Verschluß- oder Abdichtungswirkung des Sitzes (15) an der Scheibe (1.1) erhöht. .

2, Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige flexible Sitz (15) einen ringförmigen ä.uße* ren Abschnitt (21) aufweist, der zwischen benachbarten Oberflächen (24, 25) der Elemente einspannbar ist, die das Ventil (10) bilden, daß ein inneres Element (22) innerhalb des Binges des äußeren Abschnittes (21) angeordnet ist und eine geneigte Siteoberfläche aufweist, die sich gegen die konvergierende limfangssitzoberfläohe

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(20) an der Platte (11) anlegen kann» daß ein flexibles Ge lenke leinen t (23) daa innere Element (22) und dan äußeren Abschnitt (21) miteinander.verbindet und ermöglicht, daß das innere Element (22) sich bei Aufbringung eines Druckes stromauf verbiegen kann, wobei dieser Druck aus jeder Richtung länge dee Strömungekanals wirken kann.o ·

Ventil naoh einem der Ansprüche 1 oder 2, daduroh gekenn· Belohnet, daß die. Abbiegung des inneren Elementes (22) durch eine Verbiegung im Gelenkelement (23) um einen eine8 Paares von Sohwenkpunkten (30b, 31) an ήβη benachbarten Oberflächen erfolgt, daß der Schwenkpunkt (31) auf der Seite des ringförmigen Sitzes (15), die in Könvergenerichtung weist, dichter bei der Mitte des ringförmigen Sitzes (15) angeordnet ist, als der Settwenkpunkt (30b) auf der anderen Seite, so daß ein Innendruck eines fluiden Mediums von einer vorgegebenen Größe die Neigung hat, das innere Element (22) mehr abzubiegen,, wenn dieser Druck aus der Konvergenzrichtung wirkt, als wenn der Druck aus der entgegengeBeteten Richtung -wirkt.

4« Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet» daß ein otarres Element (33) neben dem inneren Element (22) angeordnet ist und das innere-Element auffängt, wenn es bei Einwirkung eines Innendruok.es verbogen wird, der nicht größer ist als der Grenzdruck dee Ventile», wobei, dieser Druck aus einer Richtung ent .gegengesetzt zur Konvergenzrichtung wirkt»

5. Ventil naoh. einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet» daß das starre Element (33) ao dicht bei dem inneren Element (22) angeordnet ist, daß eine geringere Verbiegung dieses Elementes in Konvergenzrichtung ermöglicht wird als in. entgegengesetzter Elohtung. ' ,

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BAD ORIGINAL

6« Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche_s daduroh gekennzeichnet, daß eine Projektion dee Abschnittes der Oberfläche dee flexiblen Sitßölementes (15)« die frei ist, sich zu verbiegen Und die dem Innendruck auegesetzt ist, wenn der Druck aue der Konvergenzrichtung stammt und zwar auf eine Ebene senkrecht zur Strömungeachae (13a) eine größere Fläche aufweist als die Projektion auf dieselbe Ebene dea Abschnittes der Oberfläche des flexiblen Sitzes (15) der frei ist, eich au verbiegen und dem Druck ausgesetzt ist, wenn dieser aus der entgegengesetzten Richtung wirkt.

7« Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß der Sitz (15) und die TJmfangsdioh^ tungsflache (20) eine Verdrängungssitzanlage (28) in der geschlossenen Stellung haben, falls kein Innendruck auf das. Ventil einwirkt.

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