DE202006012553U1

DE202006012553U1 - Leckage-Scheibenventil

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Publication number: DE202006012553U1
Application number: DE200620012553
Authority: DE
Original assignee: KIESELMANN GmbH
Current assignee: KIESELMANN GmbH
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2016-08-05

Abstract

Scheibenventil
mit einem entlang einer Fuge (6) geteilten Gehäuse (1), welches einen ersten Teil (1a) mit einem Zufluss und einen zweiten Teil (1b) mit einem Abfluss aufweist,
mit einem scheibenförmigen Schließglied (2), welches um eine in dem Gehäuse (1) verlaufende Achse (3) drehbar ist und zu diesem Zweck zwei im Gehäuse (1) drehbar gelagerte Zapfen (9, 10) hat,
mit einem Dichtring (4), welcher die Fuge (6) abdichtet, wozu er zwischen den Gehäuseteilen (1a, 1b) eingespannt ist, zwei einander diametral gegenüberliegende Löcher (8) aufweist, in welchen die Zapfen (9, 10) stecken, und als Ventilsitz mit dem Schließglied (2) zusammenarbeitet,
wobei das Schließglied (2) an seinem Umfang eine zum Dichtring (4) offene Ringnut (5) aufweist, in welche zwei getrennte Leckagekanäle (19, 20) münden, die in dem unteren Zapfen (9) des Schließgliedes (2) verlaufen und mit der Umgebung des Gehäuses (1) in Verbindung stehen,
dadurch gekennzeichnet, dass die...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Scheibenventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der DE 200 19 780 U1 ist ein Scheibenventil mit einem entlang einer Fuge geteilten Gehäuse bekannt, welches einen ersten Teil mit einem Zufluss und einen zweiten Teil mit einem Abfluss aufweist. Das Gehäuse enthält ein scheibenförmiges Schließglied, welches um eine in dem Gehäuse verlaufende Achse drehbar ist und zu diesem Zweck zwei im Gehäuse drehbar gelagerte Zapfen hat. Zwischen den Gehäuseteilen ist ein Dichtring eingespannt, welcher die Fuge abdichtet und zwei einander diametral gegenüberliegende Löcher aufweist, in welchen die Zapfen stecken. Der Dichtring dient bei geschlossenem Ventil als Ventilsitz für das Schließglied.
Ein solches Scheibenventil kann auch als Leckage-Ventil ausgebildet sein, welches das drucklose Ableiten einer Leckage ermöglicht und dadurch eine Undichtigkeit anzeigen kann. Zu diesem Zweck hat das Schließglied an seinem Umfang eine zum Dichtring offene Ringnut, in welche mindestens ein, vorzugsweise zwei getrennte Leckagekanäle münden, die in dem unteren Zapfen des Schließgliedes verlaufen und mit der äußeren Umgebung des Gehäuses in Verbindung stehen. Bei einem bekannten Scheibenventil verlaufen die Leckagekanäle ein stückweit in dem Dichtring, was den Einsatz einer teuren Spezialdichtung erfordert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein als Leckageventil ausgebildetes Scheibenventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches mit einem einfacheren und preiswerteren Dichtring auskommt, ohne Einschränkungen in der Funktion des Scheibenventils in Kauf nehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Scheibenventil mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß verlaufen die Leckagekanäle, welche die Ringnut im Schließglied mit der äußeren Umgebung des Ventilgehäuses verbinden, nicht durch den Dichtring, sondern durch den unteren Zapfen des Schließgliedes, aus welchem sie erst unterhalb des Dichtrings austreten und in zwei getrennte Anschlussleitungen münden, die schließlich nach außen führen. Das macht es möglich, anstelle einer teueren Spezialdichtung einen einfacher aufgebauten Dichtring zu verwenden, welcher nur zwei einander diametral gegenüberliegende Löcher für die beiden Zapfen des Schließgliedes hat. Dieser Dichtring kann einstückig ausgebildet sein, aber auch aus zwei Teilen zusammengesetzt sein, wobei die Trennfläche zwischen den beiden Teilen durch die Löcher für die Zapfen des Schließgliedes führt. Ein solcher geteilter Dichtring, dessen beide Hälften zweckmäßigerweise übereinstimmend ausgebildet sind, ist aus der DE 200 19 780 U1 bekannt, welche jedoch kein Leckage-Scheibenventil offenbart.
Sofern es auf eine Möglichkeit, die Ringnut am Umfang des Schließgliedes zu spülen, nicht ankommt, kann man eine etwaige Leckage aus den im unteren Zapfen des Schließgliedes verlaufenden Leckagekanälen einfach nach unten/außen ablaufen lassen. Wenn man jedoch eine Möglichkeit zum Spülen der Ringnut des Schließgliedes haben will, muss an dem einen Leckagekanal eine Zuleitung für Spülflüssigkeit anschließen können und an den anderen Leckagekanal eine Leitung zum Ableiten der verbrauchten Spülflüssigkeit anschließen können. Dafür sind Anschlüsse von Vorteil, die einen größeren Abstand voneinander haben als die im Zapfen des Schließgliedes verlaufenden Leckagekanäle.
Vorzugsweise sind die Leckagekanäle parallel zur Längsachse der Zapfen vom unteren Ende her in den unteren Zapfen gebohrt. Von jedem der beiden Leckagekanäle zweigt vorzugsweise seitlich eine Zweigleitung ab, welche zu einer Anschlussmöglichkeit für eine Spülflüssigkeit und für eine Ableitung von verbrauchter Spülflüssigkeit führen. Damit die Spülflüssigkeit tatsächlich den Weg über die Zweigleitungen nimmt, müssen die unteren Enden der axial verlaufenden Leckagekanäle verschlossen werden. Das geschieht vorzugsweise dadurch, dass in jeden der beiden Leckagekanäle ein Stopfen eingepresst wird. Das ist günstiger, als die Leckagekanäle, nachdem sie gebohrt worden sind, an ihrem unteren Ende zu verlöten, zu verschweißen oder durch Eindrehen einer Schraube, die noch abzudichten ist, zu verschließen. Der Stopfen dichtet die Zuleitung dadurch ab, dass er eingepresst wird. Vorzugsweise hat der Stopfen eine dem Schließglied zugekehrte ballige Oberfläche. Das hat den Vorteil, dass die dem Schließglied zugekehrte Oberfläche des Stopfens strömungsgünstig ausgebildet ist und gut gereinigt werden kann. Das ist insbesondere für den Einsatz in Anlagen der Lebensmitteltechnik, insbesondere der Getränketechnik, und der pharmazeutischen Technik, wo es auf die Möglichkeit keimfreien Arbeitens ankommt, wichtig.
Vorzugsweise ist die ballige Oberfläche des Stopfens, welche dem Schließglied zugewandt ist, ein Abschnitt einer Kugelfläche. Besonders günstig ist es, als Stopfen eine Kugel zu verwenden. Eine Kugel kann nicht in falscher Orientierung in die Leckagekanäle gepresst werden, sie ist immer richtig orientiert und durch die Kugelgestalt konzentriert sich die Einpresskraft auf einen äquatorialen Ringbereich der Kugel, wodurch leicht ein fester und dichter Sitz der Kugel erreicht wird. Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer Kugel sind ihr geringer Platzbedarf und ihre Druckfestigkeit.
Vorzugsweise ist der Teil der Kugel, welcher in dem Leckagekanal über den Rand der Einmündung der Zweigleitung hinaus ragt, etwas kleiner als eine Halbkugel, so dass die Kugel auf jeden Fall im Leckagekanal sicher gehalten ist und auch nicht un ter dem Einfluss von Vibrationen fortgespült werden kann. Vorzugsweise liegt der äquatoriale Ringbereich, mit welchem die Kugel in dem Leckagekanal einen Presssitz einnimmt, in unmittelbarer Nachbarschaft der Mündung der Zweigleitung in den Leckagekanal, so dass ein etwaiges Totraumvolumen minimiert wird.
Vorzugsweise verläuft wenigstens ein Teil der Zweigleitung in einem am unteren Zapfen angeordneten Ansatzteil, welches vorzugsweise ein Sachloch hat, welches das untere Ende des unteren Zapfens aufnimmt. Das erleichtert zum einen das Abdichten der Zweigleitungen gegenüber den axial im unteren Zapfen verlaufenden Leckagekanälen und erleichtert zum anderen die Herstellung der Zweigleitungen, weil diese nicht unmittelbar in das Gehäuse des Scheibenventils gebohrt werden müssen, sondern in ein gesondertes Bauteil gebohrt werden können, eben in das Ansatzteil. Das erleichtert es insbesondere, quer zu den Leckagekanälen verlaufende Zweigleitungen herzustellen. Vorzugsweise werden Zweigleitungen hergestellt, die radial in Bezug auf die Achse der Zapfen verlaufen. Von diesen Zweigleitungen können in größerem Abstand von der Achse der Zapfen parallel zu deren Achse oder schräg zur Achse der Zapfen verlaufende Anschlussleitungen ausgehen, insbesondere Anschlussstutzen, an welche eine Zuleitung für Spülflüssigkeit und eine Ableitung für verbrauchte Spülflüssigkeit anschließbar sind. Die äußeren Enden der Zweigleitungen, die von den Leckagekanälen ausgehen, können in entsprechender Weise wie die unteren Enden der Leckagekanäle durch eingepresste Kugeln verschlossen sein.
Das Ansatzteil ist vorzugsweise lösbar an der Unterseite des Gehäuses angebracht, so dass nach Abnehmen des Ansatzteils und Trennen der beiden Gehäuseteile voneinander der Dichtring ausgetauscht werden kann, wenn er verschlissen oder schadhaft ist. Zwischen dem Ansatzteil und dem Gehäuse und/oder dem unteren Zapfen ist vorzugsweise eine den unteren Zapfen umgehende Dichtung angeordnet, welche die Verbindung der Leckagekanäle mit den Zweigleitungen abdichtet. Eine solche Dichtung kann durch Verschrauben des Ansatzteils mit der Unterseite des Gehäuses zusammengedrückt werden, um die gewünschte Dichtwirkung zu erzielen. Besondere Schwierigkeiten sind dabei nicht zu überwinden, weil mit Drücken, die höher sind als 1 bar über dem normalen Atmosphärendruck, kaum zu rechnen ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen, in welchen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Scheibenventil in einer Seitenansicht,
2 zeigt das Ventil aus 1 in einer Vorderansicht und zwar auf das geschlossene Ventil, gemäß Blickrichtung II. in 1,
3 zeigt den Schnitt A-A gemäß 2 durch das Ventil, wobei das Antriebsgehäuse nicht geschnitten ist,
4 zeigt eine Seitenansicht des geöffneten Ventils, und zwar in Blickrichtung IV. gemäß 1,
5 zeigt als Detail den Schnitt B-B gemäß 2, und
6 zeigt als Detail einen Querschnitt durch einen in 2 markierten Ausbruch aus dem Ventil.
Das in den Zeichnungen gezeigte Scheibenventil hat ein entlang einer in 1 gezeigten Fuge 6 geteiltes Gehäuse 1, welches einen ersten Teil 1a mit einem Zufluss und einen zweiten Teil 1b mit einem Abfluss aufweist, wobei Zufluss und Abfluss austauschbar sind. Zum Öffnen und Schließen des Scheibenventils ist ein scheibenförmiges Schließglied 2 vorgesehen, welches um eine vertikale Achse 3 drehbar ist. Zu diesem Zweck sind an dem Schließglied 2 in diametraler Anordnung ein unterer Zapfen 9 und ein oberer Zapfen 10 angebracht, welche in Gleitlagern 11 und 12 des Gehäuses 1 drehbar gelagert sind. Der obere Zapfen 10 setzt sich in einen Vierkant 13 fort, welcher durch eine Kupplung 14 mit einem Zapfen 15 verbunden ist, welcher durch einen Stellantrieb drehbar ist, der in einem oberhalb des Gehäuses 1 angeordneten Antriebsgehäuse 16 untergebracht ist. Das Antriebsgehäuse 16 ist mit Schrauben 17 auf einem Haltewinkel 18 befestigt, welcher seinerseits am Gehäuse 1 befestigt ist.
Der Umfang des Schließgliedes 2 arbeitet mit einem Dichtring 4 zusammen, welcher in einer hinterschnittenen Ringnut 7 liegt, welche durch die Fuge 6 geteilt ist und zur Hälfte im ersten Gehäuseteil 1a und zur anderen Hälfte im Gehäuseteil 1b liegt.
Das Schließglied 2 ist an seinem Umfang mit einer Ringnut 5 versehen, welche vom unteren Zapfen 9 ausgeht, den oberen Zapfen 10 durchquert und wieder zum unteren Zapfen 9 zurückführt. Der untere Zapfen 9 hat zwei zur Achse 3 parallele, diametral zur Achse 3 angeordnete Leckagekanäle 19 und 20, in welche die beiden Enden der Ringnut 5 münden. Die beiden Leckagekanäle 19 und 20 sind ebenso wie die beiden Enden der Ringnut 5 durch eine Zwischenwand 21 getrennt, in welcher die Längsachse 3 verläuft. Die Zwischenwand 21 unterbricht die Ringnut 5 im Bereich des unteren Zapfens 9.
Die Leckagekanäle 19 und 20 sind von unten her in den unteren Zapfen 9 gebohrt und dann durch jeweils eine Kugel 23 verschlossen, welche von unten her in den Leckagekanal 19 und 20 gepresst ist.
Das untere Ende des unteren Zapfens 9 steckt in einem Ansatzteil 22, welches durch Schrauben 32 an der Unterseite des Gehäuses 1 befestigt ist und zwei bezüglich der Längsachse 3 radial verlaufenden Bohrungen 24 und 25 hat, welche mit radialen Zweigbohrungen 26 und 27 fluchten, die von den Leckagekanälen 19 bzw. 20 abzweigen. Diese Radialbohrungen 24 und 25 sind ebenfalls durch Kugeln 23 verschlossen, welche von außen her in die Radialbohrungen 24 und 25 gepresst sind.
Das Ansatzteil 22 hat zwei Anschlussstutzen 28 und 29, deren eines Ende in die Radialbohrung 24 bzw. 25 mündet und deren anderes Ende jeweils eine Überwurfmutter 30 aufweist.
Die Kugeln 23 sind so angeordnet, dass sie mit etwas weniger als der halben Kugelfläche in den abzuschließenden Leckagekanal 19 und 20 bzw. in die abzuschließende Radialbohrung 24 und 25 ragen, wie es in 6 dargestellt ist. Das hat den Vorteil, dass die Strömungswege von der Ringnut 5 in die Anschlussstutzen 28 und 29 hinein strömungsgünstig sind und insbesondere im Bereich der Kugeln 23 gut spülbar und reinigbar sind. In die Ringnut 5 eindringende Leckageflüssigkeit kann durch die Anschlussstutzen 28 und 29 abfließen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Ringnut 5 und ihre Zuleitungen 19, 20 und 24 bis 29 zu spülen, indem z. B. an den Anschlussstutzen 28 eine Zuleitung für eine Reinigungsflüssigkeit und an den Anschlussstutzen 29 eine Leitung für das Ableiten der Reinigungsflüssigkeit angeschlossen wird. Die Reinigungsflüssigkeit kann durch den Reinigungsstutzen 28, die Radialbohrung 24, die Zweigbohrung 26 und den Leckagekanal 19 in die Ringnut 5 eindringen, die Ringnut 5 auf voller Länge durchströmen und sie durch den Leckagekanal 20, die Zweigbohrung 27, den Radialkanal 25 und den Anschlussstutzen 29 wieder verlassen. Dieser Strömungsweg ist nur offen, wenn das Scheibenventil geschlossen ist. Bei geöffnetem Scheibenventil besteht keine Verbindung zwischen den Radialbohrungen 24 und 25 auf der einen Seite und den Zweigbohrungen 26 und 27 auf der anderen Seite.
Der Dichtring 4 dient einerseits als Dichtsitz für das Schließglied 2 in seiner geschlossenen Stellung und dient zum anderen zum dichten Hindurchführen der Zapfen 9 und 10. Zu diesem Zweck hat der Dichtring 4 zwei einander diametral gegenüberliegende Löcher 8, in welchen die Zapfen 9 und 10 stecken. Der Dichtring 4 muss die Leckagekanäle 19 und 20 nicht abdichten. Das tut eine gesonderte ringförmige Dichtung 31, z. B. eine Quetschdichtung, welche zwischen dem Gehäuse 1 und dem in das Gehäuse 1 eingefügten Ansatzteil 22 wirksam ist.
Vor dem Einbauen des Schließgliedes 2 in das Gehäuse 1 wird zunächst der Dichtring 4 mit dem Schließglied 2 verbunden. Zu diesem Zweck wird zunächst der längere obere Zapfen 10 des Schließgliedes 2 durch eines der Löcher 8 im Dichtring 4 gesteckt. Dann wird der Dichtring 4, der vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff besteht, soweit gedehnt, dass auch der kürzere, untere Zapfen 9 in das andere Loch 8 des Dichtrings 4 eingeführt werden kann. Anschließend wird der Dichtring auf den Umfang des Schließgliedes 2 gespannt, so dass er die im Schließglied 2 vorgesehene Ringnut 5 dicht verschließt.
So vormontiert kann das Schließglied 2 zwischen die beiden Gehäuseteile 1a und 1b eingefügt werden. Die beiden Gehäuseteile 1a und 1b werden danach zwischen zwei Ringflansche 33 und 34 gespannt, welche durch mehrere Schrauben 35 und Muttern 36 miteinander verspannt werden, wodurch der Dichtring 4 in der hinterschnittenen Ringnut 7 gestaucht und ein wenig einwärts gewölbt wird, um einen für das dichte Schließen des Ventils günstigen Kraftschluss zwischen dem Dichtring 4 und dem Schließglied 2 herbeizuführen. Danach wird das Ansatzteil 22 auf den nach unten vorstehenden Zapfen 9 gesteckt und durch Schrauben 32 mit der Unterseite des Gehäuses 1 verschraubt.
Durch Lösen der Schrauben 32 und 35 kann das Gehäuse 1 zerlegt und der Dichtring 4 gewechselt werden.

1: Gehäuse
1a: erster Teil
1b: zweiter Teil
2: Schließglied
3: Achse
4: Dichtring
5: Ringnut
6: Fuge
7: hinterschnittene Ringnut
8: Löcher im Dichtring
9: unterer Zapfen
10: oberer Zapfen
11: Gleitlager
12: Gleitlager
13: Vierkant
14: Kupplung
15: Zapfen
16: Antriebsgehäuse
17: Schrauben
18: Haltewinkel
19: Leckagekanal
20: Leckagekanal
21: Zwischenwand
22: Ansatzteil
23: Kugeln, Stopfen
24: Radialbohrung
25: Radialbohrung
26: Zweigbohrung
27: Zweigbohrung
28: Anschlussstutzen
29: Anschlussstutzen
30: Überwurfmutter
31: Dichtung
32: Schrauben
33: Ringflansch
34: Ringflansch
35: Schrauben
36: Muttern

Claims

Scheibenventil mit einem entlang einer Fuge (6) geteilten Gehäuse (1), welches einen ersten Teil (1a) mit einem Zufluss und einen zweiten Teil (1b) mit einem Abfluss aufweist, mit einem scheibenförmigen Schließglied (2), welches um eine in dem Gehäuse (1) verlaufende Achse (3) drehbar ist und zu diesem Zweck zwei im Gehäuse (1) drehbar gelagerte Zapfen (9, 10) hat, mit einem Dichtring (4), welcher die Fuge (6) abdichtet, wozu er zwischen den Gehäuseteilen (1a, 1b) eingespannt ist, zwei einander diametral gegenüberliegende Löcher (8) aufweist, in welchen die Zapfen (9, 10) stecken, und als Ventilsitz mit dem Schließglied (2) zusammenarbeitet, wobei das Schließglied (2) an seinem Umfang eine zum Dichtring (4) offene Ringnut (5) aufweist, in welche zwei getrennte Leckagekanäle (19, 20) münden, die in dem unteren Zapfen (9) des Schließgliedes (2) verlaufen und mit der Umgebung des Gehäuses (1) in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckagekanäle (19, 20) unterhalb des Dichtrings (4) aus dem unteren Zapfen (9) austreten und anschließend in zwei getrennte Anschlussleitungen (27, 28) münden.
Scheibenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckagekanäle (19, 20) parallel zur Längsachse (3) vom unteren Ende her in deren unteren Zapfen (9) gebohrt sind, dass von jedem der beiden Leckagekanäle (19, 20) seitlich eine Zweigleitung (26, 24; 27, 25) abzweigt und dass die axial verlaufenden Leckagekanäle (19, 20) jeweils durch einen eingepressten Stopfen (23) verschlossen sind, welcher dem Schließglied (2) eine ballige Oberfläche zukehrt.
Scheibenventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ballige Oberfläche des Stopfens (23) ein Abschnitt einer Kugelfläche ist.
Scheibenventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (23) eine Kugel ist.
Scheibenventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass etwas weniger als eine Halbkugelfläche über den Rand der Einmündung der Zweigleitung (26, 27) in den jeweiligen Leckagekanal (19, 20) ragt.
Scheibenventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens ein Teil der Zweigleitungen (24, 25, 28, 29) in einem am unteren Zapfens (9) angeordneten Ansatzteil (22) verlaufen.
Scheibenventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass das Ansatzteil (22) ein Sackloch hat, welches das untere Ende des unteren Zapfens (9) aufnimmt.
Scheibenventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass das Ansatzteil (22) lösbar an der Unterseite des Gehäuses (1) angebracht ist.
Scheibenventil nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet dass zwischen dem Ansatzteil (22) und dem Gehäuse (1) und/oder dem unteren Zapfen (9) eine den unteren Zapfen (9) umgebende Dichtung (31) angeordnet ist.
Scheibenventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass die in dem Ansatzteil (22) verlaufenden Zweigleitungen (24, 25) an ihren äußeren Enden durch einen Stopfen (23) verschlossen sind, welcher den Leckagekanälen (19, 20) eine ballige Oberfläche zukehrt, und dass vor dem Stopfen (23) eine weitere, nach außen führende Zweigleitung (28, 29) abzweigt.
Scheibenventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass die ballige Oberfläche des Stopfens (23) ein Abschnitt einer Kugelfläche ist.
Scheibenventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (23) eine Kugel ist.
Scheibenventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet dass etwas weniger als eine halbe Kugelfläche des Stopfens (23) über den Rand der Einmündung der weiteren, nach außen führenden Zweigleitung (28, 29) in Richtung zum unteren Zapfen (9) hinausragt.