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Klappenventil Die Erfindung betrifft ein Kla.ppenventil zur Steuerung
von in einem Leitungsnetz zu befördernden Flüssigkeiten.
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Das Klappenventil ist so aufgebaut, daß in geöffnetem Zustand eine
Flüssigkeit auf direkteniwege hindurchfließen kann. Die beiden zum Abdichten der
Eintritts- und Austrittsöffnungen dienenden klappen ritzen an einer beweglichen
Halterung, die bei Öffnung des Ventils in einer angebauten Kammer versenkt werden
kann.- Ventile dieser Bauart weisen im allgemeinen ein einziges Steuerungsorgan
auf, welches gleichzeitig die Verschiebung der besaeglichen Klappenhalterung sowie
das Abspreizen der Klappen von der Halterung steuern kann, damit die Klappen auf
den abzudichtenden Sitzflächen aufliegen.
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Die in den herkömmlichen Klappenventilen vorgesehenen Vorrichtungen
sind jedoch relativ kompliziert und funktiohieren nicht ganz zufriedenstellend,
insbesondere was Qas Aufdrücken der Klappen auf die ihnen zugeordnete Sitzfläche
betrifft.
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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Klappenventil, welches im allgemeinen
den konventionellen Aufbau zeigt, dessen Steuerungsvorrichtung jedoch so konzipiert
ist, daß die beiden Vorgänge mit liilfe verschiedener mecnanischer Mittel erfolger,
weiche von einem einzigen Organ betatigt werden, Diese Steuerungsvorrichtung ist
ebenfalls so konzipiert, daß ein senr starkes. Aufdr@cken der @lappen auf die ihnen
zugeordnete Sitzfläcne erzielt wird, u@ eine voilkommene Abdichtung zu gewährleisten.
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Die Vorrichtung Äst so angeor@net, daß sie nicht mit der durchfließenden
Flüssigkeit in Berührung kommt und folglich richt besch@digt werden kann, wenn die
zu steuernde Flüssigkeit korrodierende Wirkung hat.
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Ein wesentliches Merkmal@des Ventils bestent darin, daß die beiden
Dichtungsklappen mittels pa@rweise vorgesehener Lenkstangen auf der be@eglicher
Halterung sitzen, wobei diese Stangen jewei@s drenbar auf zwei Schrauben angelen@t
sind, @elche Bohru@-gen mit gegenläufigem Gewinde aufweisen und auf die Halterung
aufgeschraubt sind, wobei aie beiden Schrauben verschiebbar, jedcch nicht drehbar
montiert sind und das einzige Be@ienungsorgan des Ventils geeignet ist, die Halterung
zu drehen.
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Ein anderes wesentliches Merkmal besteht darin, daß das einzige Bedienungsorgan
des Ventils aus einem Steuerungsrad besteht, welches geeignet ist, die Versciliebung
der Klappennalterung mit Hilfe einer in aem Steuerungsrad vorgesehenen Mutterschraube
und einer darin sitzender, Schraube auszuführen, wobei zwischen der Mutterschraube
und der beweglichen Klappenhalterung ei@ derart angeordnetes Kupplungssystem vorgesehen
ist, daß erst, nachdem die Halterung den @eg von der Ausgangsstellung, d.ii. aus
der Versenkung, bis in die Arbeitsstellung, d.h. gegenüber den Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen
des Ventilgehäuses, zuräckgelegt hat, eine Ankuppelung erfolgt.
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Der Erfindungsgedanke sitzt aie versoniedensten Ausführungsmöglich@eiten
zu, einige davo@ sind in der anliegenden Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen axialen @uerschnitt durch das Ventil in geöffnetem Zustand, Fig. 2
einen ouerschnitt gemäß Fig. 1 in geschlossenem Zustand, Das Gehäuse 1 des Ventils
weist zwei kreisrunde Öffnungen 2a und 2b auf, welche einander gegenüberliegen und
jeweils als Eintritts- bzw. hustrittsöffnung für die zu befördernde Flüssigkeit
dienen.
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Die Flüssigkeit gelangt also auf direktem Wege von der einen zur anderen
Öffnung.
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Das Gehäuse 1 weist ferner eine angebaute Kammer 3 auf, welche an
den Durchlauf angrenzt und mit i@m
in Verbindung steht. In dieser
Kammer sind die zwei Schließungsklappen 4a und 4b untergebracht sowie die zu deren
Fortbewegung dienenden mechanischen Organe, sofern sich das Ventil in geöffnetem
Zustand befindet.
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Die beiden Klappen sind über paarweise vorgesehene Lenkstangen 5.
an -zwei Muttern 6 angelenkt, welche auf einem Mittelstück 7 aufgeschraubt sind,
welches als bewegliche Halterung für die Klappen dient. Die Bohrung der beiden Schrauben
weist ein gegenläufiges Gewinde auf. Die Drehung der Halterung 7 in einer bestimmten
Richtung führt zur Annäherung der beiden Muttern, welche sich nicht um sich selbst
drehen können, während die Drehung der Halterung in umgekehrter Richtung die Muttern
voneinander trennt.
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Die Halterung 7 und die beiden Muttern 6 sitzen im Innern eines zylindrischen
@antels 8, dessen Achse parallel zu dem zu durchfließende Durchlauf verläuft.
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Der Mantel kann zusammen mit den Klappen und den zur Fortbewegung
der Klappen dienenden Vorrichtungen verschoben werden. In der Innenwand des Ventilgehäuses
sind Geradfünrungen vorgesehen, um den Mantel zu führen.
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Die bewegliche Halterung 7 besteht aus einer Fassung, die teilweise
auf einem der Enden einer Schraube 10 sitzt, welche axia@ in der Kammer 3 angeordnet
ist.
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Das andere Ende dieser Schraube ist an einem Schaft 11 angeschlossen,
welcher in dem zylindrischen Mantel 8 verkeilt ist.
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Der Anschluß wird mit Hilfe eines Stiftes 12 vorgenommen, der in einen
Schlitz des SchaStes 11 eingesetzt wird. Folglich kann sich die Schraube 10 zum
schaft 11 und zum zylindrischen Mantel 8 axial verschieben, aber nicht um sich selbst
drenen.
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Eine Springfeder 13 sitzt. zwischen dem entsprechenden Ende der Schraube
10 und der' Innenwa-;nd des Mantels 8, auf der der Schaft 11 befestigt ist.
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Das einzige Steuerorgan des Klappenventils besteht aus einem Steuerrad
14, welches drehbar auf der rückwärtigen Außenwand der Kammer 3 angebracht ist.
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Dieses Steuerrad ist an einer Schraubenmutter befestigt, welche sich
nicht in axialer Richtung verschiebern kann. Die Schraube besteht aus einem mit
Gewinde versehenen Mantel 15, welcher aufdie Schraube 10 geschraubt wird. Folglich
kommt es bei Drehung des Steuerrades 14 zu einer Axialverschiebung der Schraube
10 und der Klappenhalterung, wobei die Axialverschiebung Je nach Drehrichtung vorwärts
oder rückwärts gerichtet sein kann.
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Zwischen der Mutterschraube 15 und der beweglichen Halterung 7 ist
ein Kupplungssystem vorgesehen, welches geeignet ist, den Halter 7 in Drehung- zuversetzen.
Dieses xupplungssystem ist so aufgebaut, da: es nur in dem Augenblick in Tätigkeit
tritt, in dem die beiden Klappen auf den abzudichtenden Öffnungen aufliegen.
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Dieses System besteht aus Kupplungsorganen 16a, 16b, welche jeweils
auf den inden der Schraube 15 und auf dem Ende eines Organs 17 vorgesehen sind,
welches die Schraube umgibt und an der Klappenhalterung befestigt ist. Die Frennung
der beiden Kupplungsorgane erfolgt mit der Verschiebung der Klappenhalterung aus
der Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 bis zu ciem Augenbiick, wo die Klappen sich gegenüber
den Öffnungen 2a und 2b befinden.
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Das Klappenventil funktioniert wie folgt: In Öffnungs@tel@ung befinden
sich die Klappen 4a una 4b sowie alle mechanischen Organe vollkommen im Innern der
angrenzenden Kammer @ versteckt, so daß das von einer Flüssigkeitnzu durchfließende
Rohrstück bzw. der Durchlauf vo@lkommen frei ist (vgl.
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Fig. 1), also keine Verengung bzw. Krümmung o.dgl.
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Druckverluste verursachen kann. In diesem Zusammenhang muß darauf
hingewiesen werden, da es möglich ist, ein Durchlaufstück vorzusehen, dessen Querschnitt
im wesentiichen mit dem der anzuschließenden wionr-oder Schlauchenden übereinstimmt.
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Soll das Klappenventil geschloesen werden, so muß das Steuerrad 14
im Uhrzeigersinn gedreht werden.
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Dadurch erfolgt zunächst die Axialverschiebung der Schraube 1G, welche
ihrerseits den mantel 8 und mit Hilfe der Feder 13 den Klappenhalter wegschiebt,
und zwar solange, bis die Klappen sich gegenüber den abzudichtenden Wffnungen 2a,
2b befinden, wobei diese Stellung sehr genau mit Hilfe eines Anschlags 18 bestimmt
wird, der gegenüber dem Zylindergehäuse 8 angeordnet ist.
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In diesem Augenblick oder kurze Zeit bevor, befinden sich die an dem
Organ 17 @itzenden Kupplungszahnungen 16b mit den auf ,aer mutterschraube 19 unbeweglich
vorgesehenen Kupplungszahnungen 16a in Eingriff. Dadurch wird die Drenung der Schraube
15 auch auf die @lappenhalterung 7 übertragen. die Drehung der Halterung führt zu
einer Annäherung der beiden Schrauben 6 sowie der Lenkstangen 5 und folglich zu
einer Spreizung der beiden Klappen 4a, 4b in entgegengesetzter Richtung, welche
dadurch auf den an den Öffnungen 2a und 2b vorgesehenen,Sitzflächen anliegen und
fest daran angedräckt werden.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß elastische Manschetten
19 eingebaut werden können, die für einen elastischen Druck der Klappen auf den
ihnen zugeordneten Sitzflächen sorgen.
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Es ist zu beachten, aas der in dem Klappenventil vorgesehene @echanismus
so konzipiert ist, daß es zu einer zweifacnen Verstärkung des Verschlu@-druckes
kommt, und zwar einerseits aufgrund des Mutterschraube-Systems, bestehend aus der
zentralen Halterung 7 und den beiden Schrauben 6, und andererseits aus dem deformierbaren
Parallelogrammsystem, bestehend aus den beiden Lenkstangenpaaren 5, webei dieses
System dafür sorgt, daß die Kraft im rechten Winkel umgelenkt wird.
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Druch diese zweifacne Verstär@ung werden sehr ho@e Druckkräfte@erzielt,
welche auch bei sehr hohem Flüssigkeitsdruck eine vol@kommene Abdichtung gewährleisten.
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Die Öffnung des Klappenventils kann durch gegenläufige Betätigung
des Rades 14 erfolgen, d.h. durch Drehen entgegen dem Uhrzeigersinn.
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Dabei entfernen sich die Schrauben 6 infolge Drehung der Halterung
7 voneinander und die beiden Klappen heben sich von ihren Sitzflächen ab.
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Bei den ersten Drehungen des Rades 14 bewegt sich nur die Schraube
10 nach hinten, und zwar aufgrund des Stiftes 12 in dem in dem Schaft 11 vorgesehenen
Spalt, wobei eine Feder 13 den Mantel 8 und die ILlappenhalterunb unbeweglich hält.
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Sobald der stift 12 gegen das hinterteil des im Schaft 11 vorgesenenen
Spaltes trifft, bewegt die Schraube 10 den Mantel 8 und die Klappenhalterung in
Richtung der angebauten Kammer 3, um sie im Innern der Kammer zu versenken..
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Selbstverständlich haben sich schon bei Beginn des zeiten Vorgangs
die gezahnten Organe 16a und 16b voneinanuer getrennt.
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Ein einziger Vorgang genügt, im vorliegenden Fall cie Drehung @es
Steuerrades 14 in der einen oder anderen Richtung, um zu gewährleisten, daß zwecks
Schlie@ung des Ventils sowohl die Klappen als auch die mechanischen Teile verschoben
und die Klappen auf den ihnen zugeordneten Sitzflächen angeordnet werden, zwecks
@ffnung die Klappen von ihren Sitzfläohen getre@@t und dann sowohl die Klappen als
auch die mechanischen Teile nach hinten eingezogen werden.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß alle beiden Vorgänge
mit Hilfe des Steuerungsrades 14 gesteuert werden und nacheinander erfolgen, d.h.
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nicht gleichzeitig. Dadurch ist eine störungsfreie Arbeitsweise des-Ventils
gewährleistet.
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Wie bereits beschrieben, gewährleistet die in der -angefügten Kammer
vorgesehene Vorrichtung eine zweifache Verstärkung der Aufdruckkraft der Klappen
auf den ihnen zugeordneten Sitzflächen.
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Das Ventil rang mit beliebigen, zweckdienlichen Abdichtungen ausgerüstet
werden.
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in der dargestellten Ausführungsmöglichteit ist eine der Klappen,
im vorliegenden Fall die obere Klappe 4a, mit einem umlaufenden Wulst 20 versehen,
der ein konvexes Profil aufweist und der auf eine aus nachgiebigem Material bestehende
Dichtung zu liegen kommt, welche auf der zugeoraneten Sitzfläche sitzt.
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sie zur Betätigung der beiden Klappen dienenden mechanischen organe
werden derart angeordnet und konzipiert, daß sie nicht mit der das Ventilgehäuse
durchlaufenden Flüssigkeit in Berührung kommen.
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Um das zu gewährleisten, ist jeweils zwis-chen der; Klappen 4a bzw.
-4b und dem zugeord-ne-t.en Ende des Mantels 8 eine in Falten gelegte, zylindrische
Wand 21 angeordnet. Eine weitere in Falten gelegte zylindrische Wand 22 ist zwischen
dem rückwärtigen Teil der angebauten Kammer 3 und dem Rand der in
dem
Mantel 8 aus@esparten @ffnung angeordnet, durch welche aie Schraube 10 und das auteil
17 gefährt werden. Die Wand 22 kann. auch aus zwei sich erganzenden Teilen bestehen,
welche aneinander montiert werden.
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Wie aus den Darsteliungen zu erkennen, ergeben die beiden Faltwände
zusammen mit dem Mantel 8 einen vollkommen in sich abgeschlossenen Raum. Dadurch
kommen die mechanischen Teile nicht mit der das Ventilgehäuse durchlaufenden Flüssigkeit
in Berührung.
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Die Faltwän@e lassen sich nach wirt eines Balgen aus- oder einziehen
und ermöglichen die notwendigen Versc@iebungen der bew@glichen Ventilteile bei der
Betätigung des Ventils.