DE2260484A1

DE2260484A1 - Stroemungsventil

Info

Publication number: DE2260484A1
Application number: DE2260484A
Authority: DE
Inventors: John Harold Crawford; George William
Original assignee: Young & Cunningham Newcast Jas
Current assignee: Young & Cunningham Newcast Jas
Priority date: 1971-12-14
Filing date: 1972-12-11
Publication date: 1973-06-28
Also published as: FR2170469A5; IT971932B; SE381325B; US3854696A; NL7217045A

Description

PATE NTANVtTALT ERICH ZIPSE

DIPL.-PHYSIKER 757 BADEN-BADEN

LESSINGSTRASSE 12 TELEFON (07221) 22487

Anmelder: Jas. Young & Cunningham (Newcastle) Limited Arrow Close, Stephenson Industrial Area, Killingworth Township, Newcastle upon Tyne / England

Strömungsventil Prioritab Großbritannien vom H.12.197T, Nr. 58 085/71

Die Erfindung betrifft ein Ventil für ein strömendes Fluidum, bestehend aus einem den Strömungsdurchgang bestimmenden Ventilgehäuse, einem den Strömungsdurchgang teilweise bestimmenden Ventilsitz in dem Gehäuse, einer quer zum Strömungsdurchgang im Gehäuse getragenen Spindel, einen quer zum Strömungsdurchgang sich erstreckenden Blatt, dessen Oberfläche mit dem Ventilsitz in geschlossenen Zustand des Ventils zusammenarbeitet, Betätigungseinrichtungen, welche zwischen der Spindel und der Rück-

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saite des Blattes geschaltet sind, um das Blatt vom Ventilsitz axial vo* Strömungsdurchgang anzuheben und das Blatt in den Strömungsdurchgang in den offenen Zustand des Ventils und umgekehrt in Abhängigkeit vom Betrieb der Spindel zu drehen.

Bei Ströwungsventilen, die sich auf Federeinrichtungen zur Anhebung des Blattes vom Ventilsitz beziehen, wurde vorgeschlagen, eine Nocke auf der Spindel sowie ein Kreuzstück paar quer Über

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der Spindel eines auf jeder Seite des Kammes zu befestigen, wobei jedes Kreuzstück durch seine Endteile mit einem Paar von ■it Köpfen angestauchten VorsprUngen, die sich von der Ruckseite des Blattes erstrecken, gleitend im Eingriff steht . Ein Vorsprung von jedem Paar der VorsprUnge ist auf jeder Seite der Spindel angeordnet, wobei Druckfedern zwischen den Köpfen der Vorsprung· und den entsprechenden Endteilen der Kreuzstücke gesetzt sind, wodurch die Rückseite des Blattes gegen den äußeren Rand des Nockens getrieben wird und durch eine anfängliche Drehung der Spindel der Nocken mit der Ruckseite des Blattes zusammenwirkt, so daß die Federn das Blatt gegen die Spindel antreiben, üb das Blatt von einem geschlossenen Zustand auf dem Ventilsitz anzuheben, während bei weiterer Drehung der Spindel das Blatt mit ihr herumbefördert wird, um eine schnelle Öffnung des Ventils und umgekehrt eine schnelle Schließung desselben zu bewirken, wenn die Spindel in entgegengesetzter Richtung gedreht wird.

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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein festes Anheben des Blattes vom Ventilsitz vorzusehen, so daß das Ventil unter Bedingungen, wo der Flüssigkeitsdruck auf der Rückseite des Blat-

ist, tes größer eis der durch die Federn ausgeübte Druck/geöffnet

werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Strömungsventil der vorgenannten Art vorgeschlagen, welches gekennzeichnet ist durch einen Satz von zwei an der Spindel gegenüberstehend angeordneten (Dichtungs-) Flächen, von denen eine zwischen der anderen gegenüberstehenden Fläche und der Rückseite des Blattes angeordnet ist, ein Führungsglied, welches an der Rückseite des Blattes angeordnet ist und einen Satz von entgegengesetzten Flächen aufweist, die entsprechend gleitend über den gegenüberstehenden Flächen, zwischen welchen diese das Führungsglied festlegen, angeordnet sind, wobei mindestens ein Teil dieser Sätze von gegenüberstehen den Flächen winkelförmig im Hinblick auf die Spindel und die rückseitige Fläche des Blattes angeordnet ist.

Es l'Snnen sv?©i oder mehr/Sätze von gegenüberliegenden Flächen und eine snispr^c'iende fidizchl von Söteon von-'eirtgagengesetaten Flächen vorgesehen vc-rden, v.'oboi die gegenüberliegenden Flächen eines Safe 3 eine Mut be f. ''.i-uwxn _f die sieh EUffi Teil lüngs erstreckt und

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teilweise geneigt zur Spindel verläuft. In diesem Falle können Betätigungseinrichtungen zur axialen Bewegung der Spindel zur Anhebung des Blattes vom Ventilsitz und anschließend zur Drehung der Spindel und somit des Blattes vorgesehen sein, wobei die gegenüberliegenden Flächen gegen die Vorderfläche des Blattes in der Richtung, in welcher die Spindel axial zum Andrücken der Vorderfläche des Blattes auf den Ventilsitz bewegbar ist, geneigt sind.

Die Spindel kann durch ein Schraubengewinde im Eingriff mit einem drehbaren Versteller stehen, welcher mit einem Handrad versehen sein kann.

Auf dem Ventilgehäuse kann ein Manschettenteil, welches einen mit einem Gewinde versehenen Zapfenteil des Verstellers und des benachbarten Endteiles der Spindel aufnimmt, befestigt sein. Das Manschettenteil kann den im Eingriff mit zwei darauf vorgesehenen ringförmigen Fuhrungen stehenden Versteller aufnehmen. Auf dem Manschettenteil ist eine im Eingriff mit der Spindel stehende Nut vorgesehen, die einen sich axial von der Nut erstreckenden Arm festlegt, der eine der Höhe der geneigten Nut entsprechende Länge aufweist und in einen von der Nut aus verlaufenden geschwungenen Arm aufläuft. Eine mit einem inneren Schraubengewinde versehene Führungshülse kann als Teil des Endteiles der Spindel befestigt werden und im Eingriff mit dem schraubenförmigen Zapfenteil des Verstel-

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lers stehen. Zwei oder mehrere Fuhrungen können zusammen rait ©Iesss· entsprechenden Anzahl von Nuten vorgesehen werden»

Das Blatt kann in dem Ventilgehäuse und/oder auf der Spindel getragen werden, wobei ein Block vorgesehen sein kann, der auf der Rückseite des Blattes angeordnet oder mit dieser einstückig verbunden ist, um die entgegengesetzten Flächen zu tragen und das Blatt auf der Spindel, vorzugsweise gleitend festzulegen. 3er Block kann die Spindel umgeben und gewöhnlich einschließen, um den Strömungsdurchgang des Fluidutns bei geöffnetem Ventil sirsirasl zu behindern·

Im Ventilgehäuse können auf jeder Seite des Blattes Lagenteilf? wie z.B. Manschetten, vorgesehen werden, wobei beispielsweise eine Manschette an jedem Ende des Blockes zur Festlegung des Blattes in Längsrichtung der Spindel im Hinblick auf den Strömungsdurchgang angeordnet sein kann. Im Betrieb gleitet das Blatt seitlich in Längsrichtung des Strömungsdurchganges gegen die Lagenteile.

Die Drehung des Verstellers bewegt die Spindel axial zur Bewegung des Blattes längs des Strömungsdurchganges auf und weg vom Ventilsitz durch Gleiten der Führungsteile in den geneigten Nuten und durch Gleiten der Fuhrungen, wenn sie in den axialen Armen der angebrachten Nuten vorgesehen sind.

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Die geschwungenen Arme der vorgesehenen Nuten der Verstelleinrichtungen erstrecken sich längs davon und weg von den axialen Armen, und die geneigten Nuten erstrecken sich von den entsprechenden Enden an weitesten von dem Blatt auf einer Höhe, die der Höhe der geschwungenen Arme entspricht.

Die FUhrungsteile können bestehen aus einer Kugel oder Kugeln,und die geneigten Nuten, in welchen die Kugel oder die Kugeln gleiten, erstrecken sich vorzugsweise in adaler Richtung der Spindel durch einen Abstand, der der Höhe der geschwungenen Arme entspricht.

Nach der Wegbewegung des Blattes vom Ventilsitz wird durch weitere Drehung des Verstellers die Spindel und somit das Blatt durch Gleiten der Fuhrungen in dem geschwungenen Ann der vorgesehenen Nuten und Gleiten der Fuhrungen in der Längserstreckung der geneigten Nuten gedreht.

Die in der Längserstreckung geneigten Nuten können in der Fora von winkelförmig verlaufenden Nuten zur Anhebung des Blattes vom Sitz und zur Anpassung der weiteren axialen Bewegung der das Blatt drehenden Spindel vorgesehen werden. Die Nuten der Verstelleranordnung sind dann entsprechend winkelförmig.

Die Spindel kann benachbart den FUhrungsteiL durch das Blatt ver-

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stärkt sein und beispielsweise einen quadratischen Querschitt mit einer sich auf beiden Seiten geneigt erstreckenden Nut aufweisen.

Die Vorsehung von Nuten am inneren Teil wird bevorzugt, da dies das Einfassen der Fuhrungen und der Fuhrungsteile erleichtert«

Das Blatt und der Ventilsitz weisen in geschlossenem Zustand vorzugsweise Metall-Metall-Berührungsflächen auf, um eine Beschädigung infolge der Wirkungen von korrosiven und/oder heißen Flüssigkeiten auf ein Minimun herabzusetzen. Das Blatt wird folgend vom Ventilsitz weggezogen und dann schnell um 90 in den vollständig offenen Zustand des Ventils gedreht.

Die Erfindung soll nachfolgend am Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Partialschnitt durch ein Strömungsventil gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie Z-Z von Fig. 1 bei einem geschlossenen Ventil.

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Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie Z-Z, wobei das Blatt vom Ventilsitz vor Drehung angehoben ist.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie Z-Z von Fig. 1, wobei das Ventil vollständig geöffnet ist.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie X-X von Fig. 1, wobei das Ventil geschlossen ist.

Das Ventilgehäuse 1 besteht aus einem Flussigkeitsströmungsdurchgang 2 und einem Ventilsitz 3, der partial den Strömungsdurchgang festlegt. Ein von einer Spindel 5 getragenes Blatt 4 erstreckt sich quer zu dem Strömungsdurchgang 2. Ein Endteil der Spindel 5 erstreckt sich quer durch den Strömungsdurchgang 2, und ihr anderes Endteil ist zur Betätigung mit einem drehbaren Handrad 6 verbunden.

Das Ventilblatt 4 umfaßt eine vordere Fläche 41, welche in Berührung mit dem Ventilsitz 3 in der geschlossenen Position des Ventils (Fig. 3 und 4) gelangt, wobei sich ein aus einem Stück bestehender Block 42 von der Ruckseite des Blattes 4 erstreckt. Lagebestimnende Teile, wie z.B. Manschetten 7 (Fig. 1 und 5), sind auf der Spindel 5 auf jeder Seite des Blockes 42 vorgesehen, um das

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Ventilblatt 4 im Strömungsdurchgang 2 genau festzulegen.

Eine Bohrung 43 erstreckt sich in Längsrichtung des Blockes 42 integral mit der hinteren Fläche des Ventilblattes 4 zur Anpassung des genannten einen Endteiles der Spindel 5 und zur Ermöglichung eines »itlichen Gleitens des Ventilblattes 4 in Längsrichtung des Strömungsdurchganges 2 über der Spindel, wenn das Ventilblatt im Sitz 3 anliegt.

Die Spindel ist durch ein Teil 51 mit rechteckigem Querschnitt verstärkt, auf dessen entgegengesetzten Seiten Nuten 9 mit genauem Querschnitt vorgesehen sind und die mit Kugeln 8a im Eingriff stehen, die in Madenschrauben 8b in dem Block 42 auf der Rückseite des Blattes 4 angeordnet sind.

Die Spindel 5 ist betätigbar mit einer Versteilervorrichtung verbunden, welche aus einer HUlse 11, in welcher die Spindel 5 anheb- und drehbar durch Drehung eines Handrades 6 gelagert ist, um in der Folge das Blatt 4 von seinem Sitz 3 in einer Richtung parallel mit dem Strömungsdurchgang 2 wegzuziehen und anschließend um 90 im Strömungsdurchgang zu drehen und umgekehrt.

Die Manschette 11 wird durch ein Gehäuse gebildet, welches die Spindel 5 umgibt und welches relativ zum Ventilgehäuse durch einen

Flansch 12 abgedichtet ist, der in seiner Lage durch eine Flanschhalterplatte 12a gehalten wird. Die Manschette 11 legt das Handrad 6 und den Zapfen 6a durch gleitenden Eingriff zwischen zwei ringförmige Teile 6b, 6c, die auf dem Zapfen 6a vorgesehen sind, axial fest. Die Manschette 11 und die Spindel 5 sind verbunden durch Eingreifen der Kugeln 13a, die in Madenschrauben 13b in der Manschette 11 befestigt sind, in winklige Nuten 14 von genaue· Querschnitt, die in der Hülse 5a angeordnet sind, wobei jede Nut einen axialen Arm 14a und einen winkelförmig angeordneten Umkreisarm -14b aufweist.

Das Handrad 6 ist Über der Manschette 11 angeordnet und mit einem mit einem Gewinde versehenen Zapfen 6a versehen, der sich in die Manschette 11 erstreckt, wo sein inneres Ende in schraubenförmigem Eingriff mit der FUhrungshUlse 5a steht, die mit einen Teil der Spindel 5 verbunden ist, welche folgend in Abhängigkeit von der Drehung des Handrades 6 zur Steuerung des Ventilblattes 4 angehoben und gedreht (und umgekehrt) wird.

Bei Drehung des Handrades 6 von der geschlossenen Stellung wird die Spindel 5 angehoben und bewirkt, daß die Kugeln 13a in den axialen Armen 14a der Nuten 14 in den Versteller 11 angehoben werden. Die Kugeln 8a in dem Blatt 4 werden im Hinblick auf die

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geneigten Nuten 9α, welche das Blatt 4 vom Sitz 3 wegziehen, wenn die Kugeln 8a sich fortschreitend längs der Nuten 9a bewegen, angehoben. '

Die weitere Drehung des Handrades 6 bewirkt, daß die Kugeln 13a den Umkreisarmen 14b der Schlitze 14 folgen und daß die Spindel 5 sich dreht. Folglich werden die Kugeln 8a gedreht, um das Blatt 4 zu drehen und fortschreitend und schnell den Strömungsdurchgang zu öffnen. .

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Claims

Ja·· Young & Cunningham A*. (Newcastle) Limited Patentansprüche

1.) Strömungsventil, bestehend aus einem den Strömungsdurchgang bestimmenden Ventilgehäuse, einem den Strömungsdurchgang teilweise bestimmenden Ventilsitz in dem Gehäuse, einer quer zum Strömungsdurchgang im Gehäuse getragenen Spindel, einem quer zum Strömungsdurchgang sich erstreckenden Blatt, dessen Oberfläche mit dem Ventilsitz in geschlossenem Zustand des Ventils zusammenarbeitet, Betätigungseinrichtungen, welche zwischen der Spindel und der Rückseite des Blattes geschaltet sind, um das Blatt vom Ventilsitz axial vom Strömungsdurchgang anzuheben und das Blatt in den Strömungsdurchgang in den offenen Zustand des Ventils und umgekehrt in Abhängigkeit vom Betrieb der Spindel zu drehen, gekennzeichnet durch einen Satz von zwei an der Spindel gegenüberstehend angeordneten (Dichtungs-) Flächen, von denen eine zwischen der anderen gegenüberstehen* den Fläche und der Ruckseite des Blattes angeordnet ist, ein Fuhrungeglied, welches an der Ruckseite des Blattes angeordnet ist und einen Satz von entgegengesetzten Flächen aufweist, die entsprechend gleitend Über den gegenüber-

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stehenden Flächen, zwischen welchen diese das Führungsglied festlegen, angeordnet sind, wobei mindestens ein Teil dieser Sätze von gegenüberstehenden Flächen winkelförmig im Hinblick auf die Spindel und die rückseitige Fläche des Blattes angeordnet ist.

2. Strömungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Sätze von gegenüberliegenden Flächen und eine entsprechende Anzahl von Sätzen von entgegengesetzten Flächen vorgesehen werden, wobei die gegenüberliegenden Flächen eines Satzes eine Nut bestimmen, die sich zum Teil längs erstreckt und teilweise geneigt zur Spindel verläuft, wobei Betätigungseinrichtungen zur axialen Bewegung der Spindel zur Anhebung des Blatte· vom Ventilsitz und anschließend zur Drehung der Spindel und somit des Blattes vorgesehen sind und die gegenüberliegenden Flachen gegen die Vorderfläche des Blattes in der Richtung, in welcher die Spindel axial zum Andrücken der Vorderfläche des Blattes auf den Ventilsitz bewegbar ist, geneigt sind.

3. Strömungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel durch ein Schraubengewinde im Eingriff mit einem drehbaren Versteller steht, welcher mit einem Handrad versehen ist.

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4. Strömungsventil nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Mansehettenteil, welches einen »it einen Gewinde versehenen Zapfenteil des Verstellers und des benachbarten Endteiles der Spindel aufnimmt, welches Manschettenteil auf den Ventilgehäuse befestigt ist und den Versteller durch Eingriff in zwei darauf vorgesehenen ringförmigen Führungen aufnimmt, eine Fuhrung auf dem Manschettenteil, die in eine mit einem Arm versehene Nut in der Spindel eingreift, wobei ein axial sich von der Nut erstreckender Arm eine Länge aufweist, die der Höhe der geneigten Nut in der Spindel entspricht und sich in einem spiralförmig geschwungenen Arm der Nut fortsetzt mit einer mit einem Innengewinde versehenen FUhrungshUlse, die als Teil dos Endabschnitts der Spindel fest befestigt und schraubenförmig im Eingriff mit dem Zöpfenteil des Verstellers steht.

5. Strömungeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

zwei oder mehrere Fuhrungen zusammen mit einer entsprechenden Anzahl von mit Armen versehenen Nuten vorgesehen sind.

6. Strömungsventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt in dem Ventilgehäuse und/oder auf der Spindel getragen wird, wobei ein Block vorgesehen ist, der auf der Rückseite des Blattes angeordnet oder mit

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dieser einstückig verbunden ist, um die entgegengesetzten Flächen zu tragen und das Blatt auf der Spindel vorzugsweise gleitend festzulegen.

7. Strönungsventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ventilgehäuse auf jeder Seite des Blattes Festlegteile, wie z.B. Manschetten, vorgesehen sind, wobei beispielsweise eine Manschette an jedem Ende des Blockes zur Festlegung des Blattes in Längsrichtung zur Spindel in Hinblick auf den Strömungsdurchgang angeordnet ist, wodurch das Blatt auch seitlich in Längsrichtung des Strömungsdurchgangs gegen die Festlegteile gleiten kann.

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