DE2163758A1

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Publication number: DE2163758A1
Application number: DE19712163758
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-12-23
Filing date: 1971-12-22
Publication date: 1972-07-13
Also published as: IT944306B; SU390734A3; CA981240A; AU466476B2; DE2163758C2; JPS5517264B1; FR2119627A5; AU3720471A; GB1341419A

Description

20.12.1971

E 28

B. Thure F. Ekman 541 00 Skövde / Schweden

Ansatzventil
Priorität: 23.12.1970 Schweden Nr. 17 529/70

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansatzventil zum vorübergehenden Anbringen von Meß- oder anderen Apparaturen an Leitungs- bzw. Behältersysteme, die unter Druck stehende Fluide enthalten und mit einer Anzahl von Abschlußventilen versehen sind, deren jedes ein selbstdichtend unter Federkraft gegen einen Sitz drückendes, insbesondere kugelförmiges Sperrelement sowie einen gegen das Ansatzventil abdichtbaren äußeren Stutzen aufweist, welches seinerseits einen Auslöserstift enthält, mit dem bei Anbringung des Ansatzventils an das Abschlußventil das Sperrelement von seinem Sitz abzuheben und damit die Verbindung zwischen den beiden Ventilen zu Öffnen ist.

Beispielsweise stellen pneumatische Reifen einen Fall derartiger geschlossener Drucksysteme dar, bei denen sich eine Meßvorrichtung, eine Beschickungsvorrichtung für das Fluid oder ein Ventil für dessen Entnahme nicht oder nur schwer anbringen lassen. Solche Apparaturen müssen deshalb zeitweise angeschlossen werden, um den Druck des Systems prüfen und korrigieren oder dieses füllen bzw. entleeren zu können. Es ist auch allgemein üblich, ein einfaches Ventil zum Anschluß getrennter Meß-, Füll- und Abzapfvorrichtungen vorzusehen. Ein solches Ventil ist gewöhnlich als ein das System

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abschließendes Sperrorgan mit federbelasteten selbstdichtenden Kugeln oder einem ähnlichen Sperrelement ausgebildet. Ein Ansatzventil, das zu der besagten separaten Vorrichtung gehört und mit diesem Abschlußventil des Systems zu verbinden ist, weist außer Dichtungskörpern einen Stift auf, der das Sperrelement des Abschlußventils bei der Anbringung des Ansatzventils nach innen verschiebt, wodurch eine freie Verbindung zwischen dem Drucksystem und der angeschlossenen Vorrichtung hergestellt wird. Auf diese Weise kann das System gemessen und angezapft werden, ohne daß das Sperrorgan dies verhindert. Die bekannten Konstruktionen des Ansatzventile sind jedoch ziemlich primitiv und eignen sich nicht.für besondere Anforderungen und höhere Drücke. So wird das Sperrelement des Abschlußventiles nach innen gedrückt und die Verbindung zwischen dem System und der angeschlossenen Vorrichtung hergestellt, sobald das Ansatzventil gegen das Abschlußventil gedrückt wird. Bei Hochdrucksystemen entsteht hierdurch eine erhebliche Unfallgefahr; auch entweicht dabei ein beträchtlicher Teil des Fluids nach außen, was insbesondere bei giftigen oder aggressiven Stoffen möglichst weit vermieden werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Ansatzventils, das wie die oben beschriebenen bekannten Ansatzventile dazu bestimmt ist, über ein Abschlußventil mit einem Sperrorgan der beschriebenen Art an ein geschlossenes Drucksystem angebracht zu werden und auch bei Systemen mit sehr hohem Druck zu benutzen ist, wo die Anforderungen an die Abdichtungsbedingungen und den Schutz gegen das Ausströmen von Medium sehr hoch sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Auslösestift zwischen einer Lage, in der das Sperrelement unbeeinflusst ist, und bei zweckentsprechender Anbringung des Ansatzventils einer anderen Lage verschiebbar ist, in welcher das Sperrelement in eine Öffnungsstellung drückbar

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ist, und zwar mittels eines Betätigungsorgans, das in einem Gewinde unter Verschieben des Auslösestiftes zwischen den besagten beiden Lagen ein- und auszuschrauben ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im nachstehenden anhand der Zeichnung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Ventil nach der Erfindung im Querschnitt.

Dargestellt sind das Ansatzventil 1 und ein Abschlußventil 2, welches in ständiger Verbindung mit einem geschlossenen Fluidsystem steht. Das Abschlußventil 2 weist einen inneren Stutzen 3 und einen äußeren Stutzen 4 auf. Der Stutzen 3 hat einen Durchgang 5, der mit dem System in Verbindung steht, sowie ein Gewinde 6 zum Anschrauben des Stutzens an eine Leitung, einen Behälter oder einen anderen Teil des Systems. In dem Durchgang 5 ist ein Sperrorgan derart angeordnet, daß es sich zum Inneren des Systems öffnet; es besteht im wesentlichen aus einer Kugel 7, die mit einem entsprechenden Sitz zusammenwirkt, einer Spannfeder 8, die gegen die Kugel 7 drückt, und einer durchbohrten Schraube 9, die ein Widerlager für die Feder 8 bildet. Der äußere Stutzen 4 ist auf den inneren Stutzen 3 aufschraubbar, wobei ein O-Ring 10 zur Abdichtung dient. Ferner sind an seinem äußeren Ende Dichtungsflächen 11 und 12 sowie eine ringförmige Verschlußfläche 13 vorgesehen, deren Zweck im nachstehenden erklärt wird.

Das Ansatzventil 1 weist einen Ventilkörper 14 mit einer Entlüftungsvorrichtung 15, einem Meßinstrument 16 geeigneter Art und eine Schnellkupplung 17 auf. Das Ventilgehäuse 14 ist mit einer Längsbohrung versehen, die eine Verlängerung

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des Durchganges 5 in dem Abschlußventil 2 darstellt. In dem Ansatzventil 1 ist ein Auslösestift 19 mit kleinerem Querschnitt als der- Bohrungsdurchmesser, mit einem inneren Durchgang oder - wie in der Zeichnung dargestellt - bei zylindrischer Bohrung mit prismatischer Form vorgesehen. Der Auslösestift 19 ist mit einem Betätigungsorgan 21 verbunden, welches ein Handrad 20 aufweist und in den Ventilkörper 14 eingeschraubt ist. Das Gewinde 22 des Betätigungsorgans 21 ist mit einer Ringnut 23 ausgestattet, in die ein Stift 24 eingreift und dadurch verhindert, daß das Betätigungsorgan 21 unbeabsichtigt aus dem Ventilkörper 14 herausgeschraubt wird. Das innere Ende des Betätigungsorgans. 21, welches an dem Auslösestift 19 anliegt, ist mit einer Bohrung für diesen Auslösestift versehen und weist außerdem eine Nase 25 auf, um die ein Polytetrafluoräthylen-Ring 26 sowie ein O-Ring 27 gelegt ist, so daß die Abdichtung gegen einen entsprechenden Sitz hergestellt wird.

Von der Längsbohrung 18 geht eine Bohrung 28 aus, die zu der Entlüftungsvorrichtung 15 sowie zu einem Raum am Fuß eines Befestigungsgewindes 29 für das Meßinstrument 16 führt.

Die Schnellkupplung 17 besteht aus einem inneren Anschlußstück 30, das auf den Ventilkörper 14 aufgeschraubt ist. Dieses Anschlußstück 30 passt mit seinem Inneren 31 auf den äußeren Stutzen 4 des Abschlußventils 2; ferner sind zwei in Ringnuten untergebrachte 0-Ringe 32 und 33 sowie eine Anzahl von Sperrkugeln 34 vorgesehen, die in Bohrungen liegen und durch Stauchungen an den Rändern der Bohrungen für die Kugeln 34 daran gehindert werden, in das Innere 31 des Anschlußstückes 30 zu fallen. Das Anschlußstück 30 ist gegen das Ventilgehäuse durch einen O-Ring 35 abgedichtet, und auf dem Anschlußstück ist ein axial verschiebbarer Stellring 37 vorgesehen, der unter der Spannung einer

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Feder 36 steht. Der Stellring 37 hat zwei verschiedene innere Weiten, so daß er in einer bestimmten axialen Lage die Sperrkugeln 34 in einwärts gerückter Stellung hält, während er in einer anderen axialen Lage ihnen ein gewisses Spiel für eine Auswärtsbewegung gibt. Der Stellring 37 wird unter dem Einfluß der Feder 36 bestrebt sein,.die erstgenannte axiale Lage einzunehmen. Die Feder 36 drückt gegen eine Muffe 38, deren Bewegung in der Wirkungsrichtung der Feder 36 durch einen Klemmring begrenzt wird, welcher in einer Ringnut des Anschlußstückes 30 liegt. Die Muffe 38 lässt sich in eine Position dicht an dem Stellring 37 verschieben und dort durch eine Art Bajonettverschluß festlegen, so daß die Muffe 38 mit einer Kugel 40 zusammenwirkt, die in einer flachen Bohrung in dem Anschlußstück 30 untergebracht ist.

Die in der Zeichnung Wiedergegebene Entlüftungsvorrichtung kann bei-spie!weise durch ein Absperrorgan oder ein Ventil ersetzt werden, das zum Anschluß eines Schlauches dient. Eine solche Anordnung ist geeignet, wenn das Ansatzventil zum Anpassen eines Systems benutzt wird, welches ein anderes Medium als Luft enthält. Das Meßinstrument 16 ist als Manometer dargestellt, kann jedoch auch eine andere Apparatur sein, beispielsweise eine Registriergerät.

Das Ventil funktioniert wie folgt:

Das System (oder die Systeme), das in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Ansatzventil benutzt werden soll, ist an geeigneten Anzapfstellen mit Abschlußventilen 2 zu versehen.

In jedem dieser Abschlußventile drückt die Kugel 7 unter der Wirkung der Spannfeder 8 normalerweise gegen ihren Sitz, 3o daß das System an den Anzapfstellen geschlossen ist.

Im Betrieb wird das Ansatzventil 1 über die Schnellkupplung 17 angeschlossen, wobei deren Anschlußstück 30 auf den äußeren Stutzen 4 gesetzt wird, der Stellring 37 ist dabei

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zurückzuziehen, so daß die Sperrkugeln 34 genügend Spiel haben, um über den weiteren Teil des äußeren Stutzens 4 und in die ringförmige Verschlußfläche 13 zu gelangen. Die O-Ringe 32 und 33 liegen nun gegen ihre jeweiligen Dichtungsflächen 11 und 12 an, wodurch eine vollkommen dichte Verbindung zwischen dem Abschlußventil 2 und dem Ansatzventil 1 erreicht wird. Die Muffe 38 wird nun in Richtung auf die Feder 36 bewegt und gedreht, so daß sie durch die Kugel 40 festgelegt wird. Der Stellring -37, der sich unter der Einwirkung der Feder 36 in seiner äußeren Position befindet, wird nunmehr in dieser Position durch Zusammenpressen der Feder 36 zwischen dem Stellring 37 und der Muffe 38 festgehalten. Das Betätigungsorgan 21 muß sich bei Verbindung der Ventile in seiner äußeren Stellung befinden und ist mittels des Handrades 20 nach innen zu schrauben, wenn das Fluid in dem System mit dem Ansatzventil verbunden werden soll. Hierdurch bewegt sich der Auslösestift 19 nach innen und hebt die Kugel 7 von ihrem Sitz ab, so daß das Fluid durch die Längsbohrung 18 fließen kann, wo ein freier Raum zwischen der zylindrischen Wandung dieser Bohrung und dem prismatischen Auslösestift vorhanden ist, bzw. bei Verwendung eines Hohlstiftes 19 durch dessen Bohrung. Das Betätigungsorgan 21 ist durch den O-Ring 27 abgedichtet, der verhindert, daß das Fluid das Gewinde 22 erreicht. In der äußeren Stellung des Betätigungsorgans 21 und durch dessen Bewegung wirkt der O-Ring als Radialdichtung, wie sie gewöhnlich für bewegliche Teile benutzt wird, aber wenn das Betätigungsorgan 21 seine innerste Stellung erreicht hat, ergibt sich eine unbewegliche Axial/Radial-Dichtung, indem der O-Ring 27 durch den PoIytetrafluoräthylen-Ring 26 zusammengedrückt wird, wobei dessen sehr geringe Materialreibung eine Rotation gegen die Axialfläche des Betätigungsorgans erlaubt, so daß der O-Ring gegen Ende des Zuschraubens nicht überbeansprucht wird.

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Das Betätigungsorgan 21 soll während der Benutzungsdauer des Ventils in seine innerste Stellung geschraubt werden, wodurch die eine höhere Sicherheit bietende unbewegliche Dichtung während der relativ langen Meßdauer benutzt werden kann. Im Gegensatz hierzu wird während der relativ kurzen Zeiten des Ein- und Ausschraubens, während das Abschlußventil teilweise geöffnet ist, die weniger sichere Gleitdichtung benutzt.

Aus der Bohrung 18 wird das Fluid durch die Bohrung 28 zu der Entlüftungsvorrichtung bzw. dem Meßinstrument 16 geleitet. Damit ein genaues Meßergebnis erzielt wird, ist das Ansatzventil vor der Messung durch die Entlüftungsvorrichtung zu entleeren. Wie bereits erwähnt, kann das System auch gefüllt oder entladen werden, wenn die Entlüftungsvorrichtung 15 durch ein geeignetes Absperrorgan ersetzt wird. Nach Beendigung der Messung wird das Betätigungsorgan 21 nach außen geschraubt, so daß die Kugel 20 sich unter der Einwirkung der Spannfeder 8 in ihren Sitz legt. Die Muffe 38 wird nun in ihre ausgerückte Stellung gebracht, die in der Zeichnung dargestellt ist» Dann wird der Stellring 37 zurückgezogen, so daß die Kugeln 34 aus der ringförmigen Verschlußfläche 13 heraustreten können und das Ansatzventil 1 abgenommen werden kann. Da der Hauptteil des Durchganges durch das Ansatzventil durch einen kleinen Raum zwischen dem Auslösestift 19 und der Längsbohrung 18 gebildet ist, wird nur eine sehr geringe Menge Fluid bei jeder Anbringung des Ansatzventiles verlorengehen.

Es sind auch andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ventils denkbar. Beispielsweise können die erwähnten O-Ringe durch andere Arten von Dichtungselementen ersetzt werden, beispielsweise Dichtringe mit X-Profil.

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Claims

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Ansprüche

Ansatzventil zum vorübergehenden Anbringen von Meßoder anderen Apparaturen an Leitungs- bzw. Behältersysteme , die unter Druck stehende Fluide enthalten und mit einer Anzahl von Abschlußventilen versehen sind, deren-jedes ein selbstdichtend unter Federkraft gegen einen Sitz drückendes, insbesondere kugelförmiges Sperrelement sowie einen gegen das Ansatzventil abdichtbaren äußeren Stutzen aufweist, v/elcher seinerseits einen Auslösestift enthält, mit dem bei Anbringung des Ansatzventils an das Abschlußventil das Sperrelement von seinem Sitz abzuheben und damit die Verbindung zwischen den beiden Ventilen zu öffnen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösestift (19) zwischen einer Lage, in der das Sperrelement (7) unbeeinflusst ist, und bei zweckentsprechender Anbringung des Ansatzventils (1) einer anderen Lage verschiebbar ist, in welcher das Sperrelement (7) in eine Öffnungsstellung drückbar ist, und zwar mittels eines Betätigungsorgans (21)', das in einem Gewinde unter Verschieben des Auslösestiftes (19) zwischen den besagten beiden Lagen ein- und auszuschrauben ist.
2. Ansatzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Betätigungsorgans (21) , welches mit dem Auslösestift in Eingriff steht, eine zylindrische Nase (25) aufweist, um die ein ringförmiges elastisches Dichtungselement(27) gelegt ist und die eine dem Auslösestift (19) zugekehrte axiale Fläche hat, welche einer zweiten axialen Fläche in einem Dichtungssitz für das Dichtungselement (27) derart gegenüberliegt, daß das Dichtungselement (27) zwischen den beiden axialen Flächen zusammengedrückt ist, wenn sich das Betätigungsorgan (21) in seiner innersten Stellung und das Element (19)

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in der Lage befindet, wo es auf das Sperrorgan (7) drückt, während das Dichtungselement (27) eine radiale Dichtung zwischen der zylindrischen Nase (25) und den Wandungen des Dichtungssitzes bildet, wenn sich das Betätigungsorgan (21) in herausgeschraubter Lage befindet.
3. Ansatzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösestift (19) die Form eines Prismas hat und in einer im wesentlichen zylindrischen Bohrung (18) ruht, wobei zwischen den Wandungen der Bohrung (18) und den Seiten des Stiftes (19) ein Kanal mit kleinem Volumen gebildet ist, der von dem Abschlußventil (2) durch das Ansatzventil (1) zu der angeschlossenen Vorrichtung (15,16) verläuft.
4. Ansatzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (26) aus einem Material mit sehr niedrigem Reibungskoeffizienten, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, an einer oder beiden der genannten axialen Flächen zur Aufnahme der Gleitbewegung beim Drehen des Betätigungsorganes (21) vorgesehen ist.
5. Ansatzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzventil (1) durch eine Schnellkupplung (30-40) an das Abschlußventil anbringbar und gegen dieses abdichtbar ist.

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