DE1993316U

DE1993316U - SHORT-STROKE VALVE REGULATED BY A THERMOSTAT.

Info

Publication number: DE1993316U
Application number: DE1968K0061427
Authority: DE
Original assignee: Kosmos Armaturen & Appbau
Current assignee: Kosmos Armaturen & Appbau
Priority date: 1968-06-01
Filing date: 1968-06-01
Publication date: 1968-09-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Kurzhub-Ventil, mit einer das Verschlussglied, z.B. den Ventilteller, tragenden Spindel, die in einem Gehäusedeckel oder in einem entsprechenden, mit dem Gehäuse verbundenen Abschlussteil, gegebenenfalls aber auch im Gehäuse selbst geführt ist und deren freies Ende mit nur geringfügigen zur Verfügung stehenden Kräften verstellt werden kann.The invention relates to a valve, in particular a short-stroke valve, with a spindle that carries the closure member, e.g. End can be adjusted with only minimal available forces.

Bei üblichen Ventilen, bei welchen die Verstellung unter beliebigem Kraftaufwand an der Hauptspindel - gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von besonderen Kraftquellen oder - wegen und entsprechenden Kraftübersetzungen so insbesondere bei Verstellen von Hand über Handräder o.dgl. - der Kraftaufwand auch bei längerer Benutzung eines Ventiles für die ungehinderte Betätigung nicht wesentlich ist, erfolgt die Abdichtung der Spindel gegenüber dem Gehäusedeckel oder einem entsprechenden Teil des Gehäuses unter Verwenden von Stoffbuchsen o. dgl. Diese allgemein übliche Abdichtung hat den Nachteil, dass die Stopfbuchsen nachgestellt oder die Packungen ausgewechselt werden müssen. Man hat auch Dichtungsringe z.B. aus Weichgummi o. dgl. verwandt, die jedoch im wesentlichen die gleichen Nachteile aufweisen. Man kennt auch seit langem Membranventile, bei denen die Membran oder eine mit ihr unmittelbar und fest verbundene Verstärkung als Abschlussglied gegenüber einer gehäusefesten Sitzwand dienen, jedoch erfordern derartige Membranen infolge des großen Hubes einen entsprechend großen Durchmesser im Gehäuse. Dadurch werden der Raumbedarf, der Werkstoffaufwand und der Außenumfang der Membran sowie gleichzeitig die abzudichtende Membranrandfläche sehr groß.With conventional valves, in which the adjustment with any effort on the main spindle - possibly with the help of special power sources or - because of and corresponding power transmission, especially when adjusting by hand via handwheels or the like. - The effort required for unimpeded actuation is not essential even when a valve is used for a long time, the spindle is sealed against the housing cover or a corresponding part of the housing using fabric bushings or the like. This generally customary seal has the disadvantage that the stuffing boxes have to be readjusted or the packings have to be replaced. Sealing rings, for example made of soft rubber or the like, have also been used, but these have essentially the same disadvantages. Membrane valves have also been known for a long time in which the membrane or a reinforcement directly and firmly connected to it serve as a closing element against a seat wall fixed to the housing, but such membranes require a correspondingly large diameter in the housing due to the large stroke. As a result, the space requirement, the material expenditure and the outer circumference of the membrane and, at the same time, the membrane edge area to be sealed become very large.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Ausführungen zu vermeiden und gleichwohl die Membrandichtung zu verwenden, ohne den mit ihr verbundenen Aufwand in Kauf nehmen zu müssen. Die Erfindung geht deshalb von dem eingangs beschriebenen Ventil mit Spindel und Verschlussglied aus und verbessert dieses Ventil dadurch, dass das freie Spindelende durch eine Membran gegenüber dem Gehäuse abgedeckt wird, wobei diese Membran mit ihrem Mittelbereich lose am freien Ende der Ventilspindel anliegt, das in bekannter Weise durch einen auf der anderen, nämlich der Außenseite der Membran anliegenden und im Ventil bzw. im Deckel geführten Stößel beaufschlagt wird.The invention is now based on the object of avoiding the disadvantages of the known designs and at the same time using the membrane seal without having to accept the expense associated with it. The invention is therefore based on the valve with spindle and closure member described at the outset and improves this valve in that the free spindle end is covered by a membrane opposite the housing, this membrane with its central area resting loosely on the free end of the valve spindle Way is acted upon by one on the other, namely the outside of the membrane and guided in the valve or in the cover plunger.

Demnach liegt das Wesen der Erfindung in der Verwendung einer Membran, welche weder mittel- noch unmittelbar als Schließorgan für das Ventil dient, das vielmehr durch ein von einer Spindel getragenes Schließorgan gebildet wird, während die Membran lediglich mit ihrem Mittelbereich am Ende der Spindel anliegt. Die Spindel liegt demnach vollständig im Innern des Ventiles und in einem nicht abgedichteten Bereich. Es versteht sich, dass die Spindel im Gehäuse geführt werden muß, damit sie ihre Achslage beibehält und das Schließglied zuverlässig dichtet. Diese Führung, welche im Bereich der Flüssigkeit liegt, ist u.U. Verschmutzungen, Verkrustungen oder Korrosionen ausgesetzt, welche die Beweglichkeit der Spindeln behindern. Gerade dieser Nachteil ist es indessen, der durch die Erfindung behoben werden soll: Es macht sich nämlich dann besonders bemerkbar, wenn die Flüssigkeit oder ein entsprechendes anderes, das Ventil durchströmende Mittel unmittelbar an die reibend bewegten Teile, z.B. die Spindel und eine Stopfbüchse, gelangen kann. Durch die Erfindung und die Tatsache, dass nunmehr die Führungen für die Spindel mit großem Spiel behaftet sein können, wird der durch Verschmutzungen, Verkrustungen und Korrosionen gegebene Nachteil der bekannten Spindelführungen beseitigt, dabei aber durch die Membran die Dichtung zuverlässig gewährleistet.Accordingly, the essence of the invention lies in the use of a membrane which serves neither directly nor indirectly as a closing element for the valve, which is rather formed by a closing element carried by a spindle, while the middle area of the membrane rests against the end of the spindle. The spindle is therefore completely inside the valve and in an unsealed area. It goes without saying that the spindle must be guided in the housing so that it maintains its axial position and reliably seals the closing element. This guide, which lies in the area of the liquid, may be exposed to dirt, encrustation or corrosion, which hinder the mobility of the spindles. It is precisely this disadvantage, however, that is to be remedied by the invention: It is particularly noticeable when the liquid or another corresponding medium flowing through the valve directly reaches the frictionally moving parts, e.g. the spindle and a stuffing box can. The invention and the fact that the guides for the spindle can now be subject to large play, the disadvantage of the known spindle guides caused by dirt, encrustation and corrosion is eliminated, but the membrane reliably ensures the seal.

Der Nachteil der bisher bekannten Membrandichtungen, der darin liegt, dass diese im Hinblick auf den verhältnismäßig großen Hub zur Schaffung eines großen Durchgangsquerschnittes für das Strömungsmittel auch einen großen Außendurchmesser aufweisen müssen, haftet der Lösung nach der Erfindung nicht an: Die Spindel weist nur einen kleinen Durchmesser auf, so dass auch der Außendurchmesser der Membran so klein ist, dass diese in einer Öffnung im Ventildeckel untergebracht werden kann, die nicht größer ist, als diejenige für eine übliche Stopfbüchse und insbesondere eine Vergrößerung des Durchmessers des Deckels oder des Gehäuses nicht erfordert. Dabei kann die Membran sehr dünn ausfallen, da sie selbst nicht als Absperrglied benutzt wird und an ihr auch keine weiteren Verschlussorgane oder -vorsprünge vorzusehen sind. Sie kann aber auch deshalb sehr dünn gewählt werden, weil der Hub eines Ventiles mit Spindel und Schließglied deshalb wesentlich geringer ist, als der Hub einer Verschlussmembran, denn im ersteren Fall tritt das Strömungsmittel durch einen großen Ringspalt radial aus, bei Membran-Ventilen jedoch lediglich in der allgemeinen Durchflussrichtung, so dass am Ventilquerschnitt bei gleichen Strömungsgeschwindigkeiten größere Querschnitte erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt darin, dass im Hinblick auf den nur geringen Hub die Membran einen Außendurchmesser ausweisen kann, der etwa dem einer üblichen Stopfbüchse entspricht, also wesentlich geringer ist, als der von klassischen Membran-Ventilen: Letztere erfordern einen Außendurchmesser der Membran von zumindest der Nennweite des Ventils, in der Regel aber von wesentlich mehr als dem Ventilsitzdurchmesser, der ja bei radial durchströmten Membran-Ventilen je nach dem Hub an sich schon verhältnismäßig groß ist. Dies wirkt sich weiterhin bei einem erfindungsgemäßen Ventil günstig auf die mechanischen Belastungen der Membran aus, da diese Belastung sich aus dem vorgegebenen Druck und der Größe der Membranfläche ergibt, auf welche der Druck einwirkt. Insbesondere im Fall der Regelung des Ventilsitzes durch einen Thermostaten würden aber abgesehen von dieser Frage der Belastung der Membran die Stellkräfte des Thermostaten zum Bewegen des Ventils nicht ohne weiteres ausreichen.The disadvantage of the previously known membrane seals, which lies in the fact that, in view of the relatively large stroke to create a large passage cross-section for the fluid, they must also have a large outer diameter, does not adhere to the solution according to the invention: the spindle only has a small diameter, so that the The outer diameter of the membrane is so small that it can be accommodated in an opening in the valve cover which is no larger than that for a conventional stuffing box and in particular does not require an increase in the diameter of the cover or the housing. The membrane can turn out to be very thin, since it is not used as a shut-off element itself and no further closure elements or projections have to be provided on it. However, it can also be chosen to be very thin because the stroke of a valve with spindle and closing element is therefore much smaller than the stroke of a sealing membrane, because in the former case the fluid emerges radially through a large annular gap, but only in the case of membrane valves in the general direction of flow, so that larger cross-sections are required at the valve cross-section with the same flow velocities. Another advantage of the embodiment according to the invention is that, with regard to the only small stroke, the membrane can have an outer diameter that is approximately corresponds to a conventional stuffing box, i.e. it is much smaller than that of classic diaphragm valves: the latter require an outer diameter of the diaphragm of at least the nominal width of the valve, but usually much more than the valve seat diameter, which is the case with radially flown through diaphragm valves is already relatively large in itself depending on the stroke. In the case of a valve according to the invention, this also has a favorable effect on the mechanical loads on the membrane, since this load results from the predetermined pressure and the size of the membrane area on which the pressure acts. In the case of the valve seat being controlled by a thermostat in particular, however, apart from this question of the load on the membrane, the actuating forces of the thermostat would not necessarily be sufficient to move the valve.

Zweckmäßig ist es, im Deckel oder Gehäuse ein Abschlussmittel vorzusehen, dessen im Deckel liegende Stirnfläche als Klemmfläche für die Membran dient und der eine mittige Führungsbohrung für den Stößel aufweist, über welche die Spindel betätigt wird. Bei dieser Ausführung sind außer der Membran selbst weitere zusätzliche Teile gegenüber den bekannten Ausführungen nicht erforderlich und beansprucht die erfindungsgemäße Konstruktion sogar noch weniger Raum, als eine übliche Stopfbuchsdichtung.It is expedient to provide a closing means in the cover or housing, the end face of which in the cover serves as a clamping surface for the membrane and which has a central guide bore for the plunger, via which the spindle is actuated. In this embodiment, apart from the membrane itself, further additional parts compared to the known embodiments are not required and the construction according to the invention takes up even less space than a conventional stuffing box seal.

Es empfiehlt sich weiterhin, einen Stößel zu verwenden, der über einen Schaft im Nippel geführt ist und über einen Kopf vom Durchmesser der Spindel an der Membran anliegt. Hierbei ist im Nippel eine Ausnehmung zur Aufnahme des Kopfes vorzusehen, so dass die Möglichkeit besteht, an der Rückfläche des Kopfes am Schaft eine Dichtung, z.B. einen O-Ring vorzusehen, der als Dichtung in dem Fall dient, in welchem sich Undichtigkeiten in der Membran z.B. infolge Alterung oder unvorhergesehener Verletzungen ergeben sollten.It is also advisable to use a plunger which is guided over a shaft in the nipple and rests on the membrane via a head with the diameter of the spindle. A recess for receiving the head must be provided in the nipple, so that it is possible to provide a seal, e.g. an O-ring, on the rear surface of the head on the shaft, which serves as a seal in the event that there are leaks in the membrane for example as a result of aging or unforeseen injuries.

Um bei gleichen Konstruktionsverhältnissen und ohne Vergrößerung des Durchmessers des Nippels bzw. des Deckels, also bei größtmöglicher Membran, den Hub dieser Membran weiter zu verstärken, empfiehlt es sich, in an sich bekannter Weise die an der Membran anliegenden Stirnflächen der Spindel und des Stößels als Kuppen auszubilden.In order to further increase the stroke of this membrane with the same construction conditions and without increasing the diameter of the nipple or the cover, i.e. with the largest possible membrane, it is advisable to use the end faces of the spindle and the plunger that are in contact with the membrane as To form crests.

Eine weitere Erhöhung des Hubes der Membran ist im Wege der Auswahl eines besonderen nachgiebigen Werkstoffes für die Membran oder einer besonders dünnen Ausbildung der Membranstärke dadurch gegeben, dass der mechanisch am meisten beanspruchte Teil der Membran, nämlich der zwischen Stößel und Spindel liegende, der demgemäß keine großen Verformungen erleidet, mit Verstärkungen, Einlagen o. dgl. versehen wird.A further increase in the stroke of the diaphragm is achieved by selecting a particularly flexible material for the diaphragm or by making the diaphragm thickness particularly thin in that the part of the diaphragm that is subjected to the most mechanical stress, namely that between the plunger and spindle, is accordingly none suffers major deformations, is provided with reinforcements, inserts or the like.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel gezeichnet, das in der Zeichnung im Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil wiedergegeben wird.The invention is drawn using an exemplary embodiment which is shown in the drawing in section through a valve according to the invention.

Die Spindel 1 des Ventils ist bei 2 und 3 mit reichlichem Spiel im Deckel 4 geführt, der die üblichen Abmessungen aufweist und in das Gehäuse 5 eingeschraubt ist. Die Spindel 1 reicht mit ihrem oberen, angekuppten Ende 6 bis zum Boden einer Ausnehmung 7, in dem gemäß der Erfindung eine Membran 8 angeordnet ist. Diese wird durch einen Nippel 9 gehalten, der über Gewinde 10 in den Deckel 4 eingeschraubt ist. Im Nippel 10 ist eine mittige Bohrung 11 zur Aufnahme eines Stößels vorgesehen, der an seinem der Membran zugekehrten Ende einen Kopf 13 aufweist. Dieser hat den gleichen Durchmesser wie die Spindel 1 und ist an seiner der Membran zugewandten Fläche ebenfalls angekuppt. Er findet Aufnahme in einer im Durchmesser gegenüber der Schaftführung 11 vergrößerten Ausnehmung 14. An der Rückseite des Kopfes umgibt den Schaft ein O-Ring 15.The spindle 1 of the valve is guided at 2 and 3 with ample play in the cover 4, which has the usual dimensions and is screwed into the housing 5. The spindle 1 extends with its upper, coupled end 6 to the bottom of a recess 7 in which a membrane 8 is arranged according to the invention. This is held by a nipple 9 which is screwed into the cover 4 via a thread 10. A central bore 11 is provided in the nipple 10 for receiving a plunger which has a head 13 at its end facing the membrane. This has the same diameter as the spindle 1 and is also coupled to its surface facing the membrane. It is received in a recess 14 that is larger in diameter than the shaft guide 11. An O-ring 15 surrounds the shaft on the rear side of the head.

Claims

1.Short-stroke valve with a spindle carrying the closing element (the plate), which is guided in a housing cover or the like and the free end of which is acted upon by a plunger of a thermostat or the like, characterized by guides with large play (2 , 3) the spindle (1) in the cover (4) as well as by a soft membrane (8) clamped in a recess (7) of the cover over its edge, e.g. made of rubber, the middle area of which is between the free spindle end (6) and the plunger (12, 13 ) lies.

2. Short-stroke valve according to claim 1, characterized by a closing nipple (9), the end face of which in the cover (4) serves as a clamping surface for the membrane and which has a central guide bore (11) for the plunger (12, 13).

3. Short-stroke valve according to claim 1 or 2, characterized by a plunger which is guided via a shaft (12) in the nipple (9) and rests on the membrane via a head (13) of the diameter of the spindle (1), as well as through a recess (14) in the nipple (9) for receiving the head (13) of the plunger, and finally through a seal (O-ring 15) surrounding the shaft (11) on the rear surface of the head (13).

4. Short-stroke valve according to one of claims 1 to 3, characterized by dome-like contact surfaces on the spindle (1) and on the plunger (12, 13) opposite the membrane (8).

5. Short-stroke valve according to one of claims 1 to 4, characterized by reinforcements on or in the membrane (8) in its central area, e.g. by inserts.