DE2134272A1

DE2134272A1 - Dreiwege-ventil mit druckentlasteten ventiltellern

Info

Publication number: DE2134272A1
Application number: DE19712134272
Authority: DE
Inventors: Guenter Seiffert
Original assignee: BAUMEISTER KOSMOS ARMATUREN
Current assignee: BAUMEISTER KOSMOS ARMATUREN
Priority date: 1971-07-09
Filing date: 1971-07-09
Publication date: 1973-01-18

Description

PATENTANWÄLTE 5KOLN 51

MAXTON 8R ■ MAXTON jr. pferdmengesstr-oo

DIPLOM-INQENIEURE ι« .

Unser Zeichen: 243 Pg 71.3ο

Anmelderin: Kosmos Armaturen- und Apparatebau

Franz Baumeister KG₁ 5o38 Rodenkirchen

Bezeichnung: Dreiwege-Ventil mit druckentlasteten Ventiltellern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dreiwege-Ventil mit zwei an einer gemeinsamen Ventilspindel befestigten Ventiltellern sowie mit vier Stutzen, nämlich mit einem Spindelstutzen, einem im wesentlichen spindelachsgleichen Stutzen, der in Verbindung mit der Erfindung nachstehend als Hauptstutzen bezeichnet werden möge, und zwei seitlichen und in der Regel fluchtenden sowie unter einem rechten Winkel zum Spindelstutzen stehenden Nebenstutzen für das bzw. die Strömungsmittel. Die Winkelstellung und die gegenseitige Anordnung der Stutzen kann dabei unterschiedlich gewählt werden. Die Nebenstutzen können bei einem Mischventil zur Zufuhr der beiden Mischungsbestandteile dienen, bei einem Verteilventil zur Abfuhr der Teilströme.

Bisher war es erforderlich,, für jeden dieser beiden Verwendungszwecke eine besondere Bauart vorzusehen: Damit jeder Ventilteller in seiner Schließstellung durch den Druck des Strömungsmittels im

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_w Sinne der Öffnung des Ventiles beansprucht wird, sind bei den be-ο kannten Verteilerventilen die Ventilteller an einander entgegen- *"* jesetaten Seiten ihrer Ventilsitze, bei Mischventilen an den einander benachbarten Seiten ihrer Ventilsitze angeordnet.

Telefon: 38 02 38 · Telegramm: Inventator · Oeuteoha Bank AG, Filiale Köln 123ei81 . Postacneok: Köln 1P82S1 f 12 .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine einzige, für "beide Zwecke geeignete Bauart vorzusehen und dadurch, die Herstellungsund Lagerkosten zu senken.

Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem bekannten Verteilventil aus, dessen wesentliche Merkmale anhand der Fig. 1 der Zeichnung erläutert sind.

Das Ventilgehäuse 5 weist einen Spindelstutzen 6, einen Eintrittsstutzen 71 einen mit ihm fluchtenden Austrittsstutzen 8 und einen senkrecht dazu in Spindelachsrichtung verlaufenden Austrittsstutzen 9 auf. Zwischen den fluchtenden Stutzen 7 und 8 ist eine Ventilsitzbrüoke 1o vorgesehen, in die ein Ventilsitzring 11 mit einer Ventilsitzfläche 12 eingelassen ist, der durch einen Ventilteller 13 verschließbar ist, welcher über lührungsnasen 14 im Ventilring 11 geführt und mit der Spindel 15 verbunden ist. Das Gehäuse 5 ist zu-dem mit einem der Spindel fluchtenden Stutzen 9 mit einem Sitzkörper 16 versehen, wobei zwischen den benachbarten Planschen 17 am Stutzen 9 und 18 am Sitzkörper 16 ein weiterer Ventilsitz 19 angeordnet ist, dessen Sitzfläche 2o'durch einen weiteren Ventilteller 21 mit Führungsflügein 22 verschließbar ist.

Das Strömungsmittel tritt in Richtung des Pfeiles 22 in den Eintrittsstutzen 7 ein und in der dargestellten Spindellage im Sinne des Pfeiles 23 aus dem mit ihm fluchtenden Stutzen 8 aus_a Bei Absenken der Spindel 15 öffnet der Teller 21 auch zum unteren Stutzen 9 hin und läßt hier das Strömungsmittel im Sinne des

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Pfeiles 24 austreten.

Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der volle Druck der durch den Stutzen 7 eintretenden Strömungsflüssigkeit beide Ventilteller 13, 21 in ihrer Schließlage im Sinne einer Öffnung dieser Teller trifft. Würde die Anordnung umgekehrt getroffen, d. h., würden die Teller von der Innenseite des G-ehäuses gegen Sitzflächen anliegen und im geschlossenen Zustand jeweils den Schließdruck erhöhen, so wäre dies einerseits für die Betätigung des Ventiles nachteilig und würde andererseits beim Öffnen zum Flattern der Ventilteller führen, deren Lebensdauer dadurch beeinträchtigt würde. Auch würden die Strömungswiderstände durch eine solche Anordnung ungünstig beeinflußt.

Anders lägen insoweit die Verhältnisse bei einer Verwendung des in Fig. 1 dargestellten Ventiles als Mischventil, die etwa in der Weise denkbar wäre, daß das eine Strömungsmittel durch den Stutzen 7, das andere durch den Stutzen 9 einträte und die gemischten Strömungsmittel durch den Stutzen 8 austreten würden. In diesem Falle müßte anstelle der beiden Ventilteller 13» 21 ein einziges Z3^1indrisches Verschlußorgan mit einer oberen und einer unteren Dichtfläche verwandt werden, wobei die obere mit dem umgekehrt einzusetzenden Sitzring 11, die untere mit dem ebenfalls umgekehrt einzusetzenden Dichtring 19 zusammenwirken würden« Hierdurch wäre wiederum dafür Sorge getragen, daß bei geschlossenen Ventilen der Druck der eintretenden Strömungsmittel die Ventile in die Öffnungsstellung zu bringen trachtet,

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den Dichtdruck also nicht hindert und günstige Strömungsverhältnisse herbeiführt sowie ein Flattern verhindert.

Gemäß der Erfindung soll nun - ausgehend von diesem "bekannten Verteilventil - ein Drei-Wegeventil mit zwei an einer gemeinsamen Ventilspindel "befestigten Ventiltellern mit den eingangs erwähnten vier Stutzen so ausgebildet sein, daß zwischen den beiden Nebenstutzen eine einzige Ventilsitzbrücke angeordnet ist, die beidseits einen zum Spindelstutzen achsgleichen Ventilsitz aufweist,, wobei die Ventilteller mit den ihnen zugeordnetem Gehäusestutzen z. B. durch zwischen Ventiltellern und Gehäuse angeordnete Balgen derart dichtend verbunden sind, daß in der jeweiligenjschließstellung das Strömungsmittel vom zugeordneten Nebenstutzen abgesperrt ist und wobei in den Ventiltellern Durchbrechungen für den Durchtritt der Strömungsmittel vorgesehen sind.

Bei Verwendung von Balgen empfiehlt es sich, den mittleren Durchmesser dieser Balgen etwa gleich dem mittleren Ventilsitzdurchmesser zu wählen und die freien Enden der Balgen mit den Stirnflächen der ihnen im lichten Durchmesser entsprechenden Gehäusestutzen zu verbinden. Diese Verbindung geschieht am besten über einen Plansch an den Enden der Balgen, die zwischen den Stirnflächen (Planschen) der Gehäusestutzen und den diesbezüglichen Gehäusedeckeln bzw. Anschlußstutzen o. dgl. einfügbar sind, weil auf diese Weise sowohl die Konstmktion dieser Teile, als auch der Zusammenbau vereinfacht wird.

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Um den Durchfluß insbesondere durch den einen Ventilteller zu ■begünstigen, ist es zweckmäßig, die Ventilteller als Ringe auszubilden, deren Durchmesser den Dichtungsflächen der Ventilsitze entsprechen und die über Radialarme mit Naben verbunden sind, die ihrerseits auf der Spindel festlegbar sind. Aus Gründen der einfachen Herstellung und der gleichmäßigen Druckentlastungsverhältnisse ist es hierbei empfehlenswert, beide Ventilteller, d.h. auch den nichtdurchströmten, dem Spindelstutzen zugewandten, gleichartig auszubilden.

Die Befestigung der Ventilteller auf der Spindel kann über die Naben auf einem abgesetzten Spindelteil mit verringertem Durchmesser unter Zwi-schenfügen eines Abstandsrohres geschehen, das auswechselbar ist und dessen Länge etwa dem Hub zuzüglich der Höhe des Ventilsitzes entspricht, wobei die dem Abstandsrohr zugewandten Stirnflächen der Naben etwa auf der gleichen Höhe liegen müssen, wie die Dichtflächen der Ventilringe. Alle drei Teile können dann durch eine auf das Gewindeende der Spindel aufschraubbare Mutter gegeneinander verspannt werden.

Die Strömungsverhältnisse im erfindungsgemäßen Ventil können dadurch verbessert werden, daß die Ventilteller, von denen derjenige, welcher, dem Hauptstutzen zugeordnet ist, notwendiger-

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weise mit Durchbrechungen versehen sein muß, untereinander nicht - wie vorstehend "beschrieben - durch eine durchgehende Spindel verbunden sind, sondern daß diese vielmehr in bekannter Weise an ihrem Ende einen dem Spindelstutzen benachbarten und den fluchtenden Stutzen zugeordneten Ventilteller trägt, während der dem dritten Stutzen benachbarte Ventilring unter Fortfall der vorstehend beschriebenen Arme und der Nabe über ein Rohr mit dem Ventilteller verbunden ist, das an seinen den Ventilteller bzw. -ring zugewandten Enden Durchbrechungen zum Durchtritt der Teilströme aufweist.

Hieraus ergibt sich aber nicht nur eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse sondern der weitere Vorteil, daß man

ver

dieses Rohr zur Führung gegenüber dem Ventilsitz/wenden kann, wobei der Außendurchmesser dieses Führungsrohres dem Innendurchmesser des Ventilsitzes entsprechen muß.

Um die Strömungsverhältnisse im Bereich der HG;.gen zu verbessern, ist es zweckmäßig, den durchströmten Ventilring mit einem Rohr zu versehen, das teleskopartig im Balgen bewegbar ist und dessen Innendurchmesser dem Ringinnendurchmesser des Ventilringes entspricht, während die Länge vorteilhaft zumindest der Länge des gestreckten Balgens entsprechen sollte.

Die Erfindung ist an zwei· Ausführungsbeispielen wiedergegeben, die in den Fig. 2 und 3 schematisch im Längsschnitt dargestellt sind.

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Das Gehäuse 5 gem. Pig. 2 weist einen Spindelstutzen 6, zwei miteinander fluchtende und dazu senkrechte Stutzen 7 und 8 sowie einen spindelachsgleichen Stutzen 9 auf. Zwischen den Stutzen 7 und 8 erstreckt sich eine Ventilsitzbrücke 1o mit e^Hnem Ventilsitzring 11, der an seinen "beiden Enden Dichtflächen 12 und 2o aufweist. Wie im Beispiel gemäß Pig. 1 ist eine Spindel 15 vorgesehen, die "bei 25 im Durchmesser abgesetzt ist. Auf dieses abgesetzte Ende ist ein Ventilring 26 aufgeschoben, der über Arme 27 mit einer Nabe 28 vereint ist und über einen Balgen 29 mit Plansch 3o dichtend mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei dieser Plansch zwischen dem Plansch 31 des Spindelstutzens und dem Gehäusedeckel 32 eingeklemmt ist.

Ein entsprechender Ventilring 33 ist über Arme 34 mit einer Nabe 35 verbunden und ebenfalls auf das abgesetzte Ende 25 der Spindel aufgesetzt. Diesem Ventilring 33 ist eine Membrane 36 zugeordnet, die mit einem Plansch 37 zwischen dem Planschen 38 des spindelachsgleichen Stutzens 9 und einem Planschen 39 einer Anschlußleitung 4o dichtend eingespannt ist. Die Ventilringe 26 und 33 sowie ein zwischen ihnen eingefügtes Abstandsrohr 49 werden über eine Mutter 41 auf der Spindel gehalten.

Die Wirkungsweise dieses Ventiles ist wie folgt: Wird das Ventil als Verteilventil benutzt, so tritt das Strömungsmittel im Sinne des Pfeiles 42 in den Stutzen 9 ein, durchströmt den Ventilring 33, tritt zum Teil in den Stutzen 7 über und im Sinne des Pfeiles 43 aus diesem aus, während der andere Teil durch den Ventilsitz-

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ring 11 und den Stutzen 8 im Sinne des Pfeiles 44 austritt. Wird das Ventil als Mischventil verwandt, so tritt z. B. kaltes Wasser durch den Stutzen 7 im Sinne des gestrichelten Pfeiles 45, heißes Wasser in den Stutzen 8 im Sinne des gestrichelten Pfeiles 46 ein", und. "beide treten gemischt im Sinne des Pfeiles 47 durch den Stutzen 9 aus.

Es ergibt sich hieraus, daß nicht nur die Aufgabe gelöst ist, das gleiche Ventil für beide Zwecke verwenden zu können, sondern daß auch die Bedingung beachtet ist, daß die Ventile jeweils druckentlastet sind: Beide Ventilringe 26 und 33 werden lediglich radial auf Druckunterschiede beansprucht und können deshalb nicht

zum Flattern neigen, das außerdem durch die Verwendung von Balgen verhindert werden würde· Auch bei der Schließstellung jedes Ringes ändert sich hieran nichts, so daß der Dichtungsdruck allein durch die Rückholfeder 48 bzw. die entsprechend verminderte Stellkraft der Spindel gegeben ist.

In Fig. 3 sind die der Auführung nach Pig. 2 entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

Hier ist jedoch die Spindel 15 lediglich bis zu einem der Ausführung nach Fig. 1 entsprechenden, sohedbetförmigen Ventilteller 13 geführt, der mit seiner Dichtfläche 5o gegenüber der Dichtfläche 12 des Ventilsitzringea 11 abdichtet. Im Ventilsitzring 11 ist ein Abstandsrohr 51 gleitend geführt, das über einen Boden 52 mit dem Ventilteller 13 durch eine Mutter 53 verbunden ietw Dieses Rohr geht einstückig in den Ventilring

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über und weist außerhalb des Bereiches des Ventilringsitzes an seinen beiden Enden Durchbrechungen 54 auf. Der Ventilteller 13 ist über einen Balgen 29 und einem Bälgenflansch 3o mit dem Plansch 31 des Spindelstutzens 6 und dem Deckelflansch verbunden. IJm einen vollständigen Druckausgleich zu schaffen, sind im Boden des Abstandsrohres 51 und im Ventilteller 13 miteinander in Verbindung stehende Bohrungen 55 angeordnet.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Ventiles liegt noch darin, daß sein Umbau auf ein normales, entlastetes Zweiwege-Regelventil ohne weiteres möglich ist: Man braucht lediglich den Stutzen 9 blind zu flanschen und kann auf den unteren Ventilring 33 und seine Zubehörteile verzichten.

\ Schließlich kann eine weitere Verbesserung der Strömungsver^ hältnisse durch ein mit dem durchströmten Teller verbundenes, im Balgen freibewegliches Rohr von zumindest der Länge des ausgezogenen Balgen herbeigeführt werden.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1.") Dreiwege-Ventil mit zwei an einer gemeinsamen Ventilspindel "befestigten Ventiltellern sowie mit vier Stutzen, nämlich einem Spindelstutzen, einem im wesentlichen spindelachsgleichen Hauptstutzen und zwei seitlichen Nebenstutzen für das bzw. die Strömungsmittel, gekennz eichnet durch lediglich eine zwischen den beiden Nebenstutzen (7, 8) angeordnete Ventilsitzbrücke (to) mit beidseits einem zum Spindelstutzen (9) achsgleichen Ventilsitz, wobei die Ventilteller (26, 33) mit den ihnen zugeordneten G-ehäusestutzen (9) z. B. durch zwischen Ventiltellern und Gehäuse angeordnete Balgen (29, 36) derart dichtend verbunden sind, daß in der jeweiligen Schließstellung der Hauptstutzen vom zugeordneten Nebensstutzen abgesperrt ist, und wobei in den Ventiltellern Durchbrechungen für den Durchtritt des Strömungsmittels vorgesehen sind.

2. Dreiwege- Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Balgen (29* 36), deren mittlerer Durchmesser dem initiieren •Ventilsitzdurchmesser entspricht und die mit ihrem den Ventiltellern entgegengesetzten Enden an den Stirnflächen der in ihren lichten Durchmesser entsprechend bemessenen Gehäusestutzen (6, 9) verbunden sind.

3. Dreiwege-Ventil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Flansche (3o, 37) an den Enden der Balgen (29, 36), die

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zwischen den Stirnflächen (Planschen 31, 38) der Gehäusestutzen (6, 9) und den diesbezüglichen Gehäusedeckeln (32) bzw. Anschlußstutzen (39, 4o) o. dgl. einfügbar sind.

4» Dreiwege-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ringförmige Ventilteller (26, 33), die über Radialarme (27, 34) mit auf der Spindel (15, 25) festlegbaren Naben (28, 35) verbunden sind sowie durch ein die Spindel umgebendes, auswechselbares Abstandsrohr (49) zwischen den Naben. (Fig. 2)

5. Dreiwege-Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen dem Spindelstutzen (6) benachbarten, den fluchtenden Stutzen (7, 8) zugeordneten, mit dem Ende der Ventilspindel (15) verbundenen Ventilteller (13), einen dem dritten Stutzen (9) benachbarten Ventilring (33), der über ein Rohr (51) mit dem Ventilteller (13) verbunden ist, das an seinen dem Ventilteller bzw. -ring zugewandten Enden Durchbrechungen (54) zum Durchtritt der Teilströme aufweist. (Pig. 3)

6. Dreiwege-Ventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein !Führungsrohr (51) zwischen Ventilteller (13) und -ring (33), dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Ventilsitzes (11) entspricht.

7. Dreiwege-Ventil ein einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein mit dem durchströmten Teller (33) verbundenes, im Balgen (36) freibeweglichee Bohr von zu-

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mindest der Länge des ausgezogenen Balgen.

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