DE2308568A1

DE2308568A1 - Stroemungsmitteldurchfluss-steuerventil

Info

Publication number: DE2308568A1
Application number: DE19732308568
Authority: DE
Inventors: Ronald Gordon Smith
Original assignee: ELLIOTT AND GARROOD Ltd
Current assignee: ELLIOTT AND GARROOD Ltd
Priority date: 1972-02-24
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1973-09-20
Also published as: JPS48104117A; FR2173253B3; US3815869A; FR2173253A1

Description

PATENTANWALTSBÜRO TlEDTKE - BüHLING - KlNNE Q308SRR

TEL (M 11) 539653-56 TELEX: 524 845 tipat CABLE ADDRESS: Qermaniapatent München

8000 München Bavariarlng

Postfach 202403 21. Februar 1973 B 5229 / ICI case No.L/M.23705

Elliott and Garrood Limited Nottingham, Großbritannien

otrömuncsmitteldurchfluß-Steuerventil

Die Erfindung bezieht sich auf Druchfluß-oteuerventile und insbesondere auf ein deoppelseitiges Ventil oder Klappenventile.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein ütrömune;snitteldurchfluß-Steuerventil zu schaffen, das Gebrauchsbedinguncen widerstehen kann, bei denen es sonst unbrauchbar wäre. Eine typische solche Gebrauchsbedingung ist erhöhte Temperatur,

z.B. eine Temperatur oberhalb 25O°C. c*>

cu Erflndungsgemüß besitzt ein Strömuncsmitteldurch-

**■» ■ fluß-Steuerventil einen Körper mit einem Durchpanpokanal, ο J^ eine Ventilklappe, die in dem Körper sitzt und so ver-

schwenkbar ist, daß der Durehfangskanal geöffnet odor

geschlossen werden kann, sowie einen rin£formiron Sitz am Körper und eine Rinpfläche an der Ventilklappe für

Darnach· Bank (!Kuchen) Kto. 51/61070 Oraadner Bank (München) Kto. 3938 044 Poattoheck (München) Kto. 67043-604

gegenseitige Abdichtung, wenn die Ventilklappe den Durchgangskanal verschließt, wobei entweder der Sitz oder die Ringfläche aus zwei Seite an Seite liegenden Ringabschnitten ungleichen Materials gebildet ist und die Ventilklappe entlang den Durchgangskanal verschiebbar ist, wodurch die Vontilklappe den Durchgangskanal selbst dann verschließt, wenn eines dieser ungleichen Materialien zerstört ist.

Vorzugsweise ist eines dieser ungleichen Materialien Kunststoffnaterial und das andere Metall.

Vorzugsweise ist ferner das Kunststoffmaterial Polytetrafluoräthylen.

Vorteilhaft ist der Körper und die Ventilklappe mit zwei Sätzen von Abdichtungssitzen und Dichtflächen versehen, wobei sich jeweils ein Satz auf einer Seite der Ventilklappe befindet.

Die Erfindung wird in folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines erfinriungsge-

r.äßen Strömungsmitteldurehf luß-Gteuerventils, v/obei der Durchgangskanal für don OurchfluP eines otrömungsniittels of fön int;

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Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Ventils nach

Fig. 1, wobei ein Teil in Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 3 dargestellt ist und sich das Ventil in der Schließstellung befindet;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Ventils entlang der Linie 3-3 in Fic· 2 und

Fie· ^ ist eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, bei der das Ventil vereinfacht ist und eine Abwandlung, beinhaltet.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Körper 5 mit Ringaufbau; eier Körper 5. hat einen kreisförmigen Kanal 6, der von einer Stirnfläche 7 zur anderen Stirnflüche 8 vorläuft und den Durchfluß eines Strörtungsmittels durch das Ventil gestattet. Der Körper 5 ist rr.it einem unteren kreisförmigen Vorsprung 9 zu einem noch zu beschreibenden Zweck und mit einer oberen Verlangerung 10 versehen, auf der mit üilfe von Schrauben 11 eine Lasche 12 aus Blech befestigt ist.

Innerhalb des Körpers 5 befindet sich eine Ventilklappe 13> die aus zv/ei parallelen Scheibenabschnitten 1Ί und 15 besteht, die durch eine öffnung 16 voneinander getrennt siiid. Die Ventilklappc 13 ist zwischen der Offenstellung in Fig. 1, in der die Klappe mit dem Durchgangskanal fluchtet und einer Schließstellung in Fig. 2 und 3

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verschwenkbar oder verdrehbar, in der die Ventilklappe quer zum Durchgangskanal 6 steht. Ist das Ventil geöffnet, bilden die öffnung 16 zwischen den Klappenabschnitten 14, 15 und die öffnungen 17 und 18 zwisehen jedem Klappenabschnitt und der Seite des Ventilkörpers drei Abschnitte des Durchgangskanals 6, die angenähert in der Querschnittsflächc für den Durchfluß des Strömungsmittels durch den Kanal 6 gleich sind.

Die Ventilklappe 13 sitzt für Drehung auf einer Welle 20, die sich von der Oberseite der Klappe 13 durch den Körper 5 und die Lasche 12 hindurch zur Außenseite des Körpers erstreckt, wo ihr oberes Ende 21 mit Hilfe einer Schraube 22 an einem Handgriff 23 befestigt ist, der die kelle 20 und damit die Ventilklappe 13 verdrehen kann. Der Handgriff 23 ist mit einem Flansch 2k versehen, der mit einer Stellschraube 25 zusammenarbeitet, um das Ende der Drehung des Handgriffs 23 und damit die Offenstellung und die Schließstellung der Ventilklappe 13 festzulegen. Die Welle 20 ist gegen die obere Verlängerung 10 des Körpers durch eine Dichtbuchse 30 abgedichtet, die mit Hilfe von auf Bolzen 32 aufgeschraubte Muttern 31 in ihrer Lage festgelegt ist, wobei sich die Bolzen durch die Lasche 12 in die obere Verlängerung 10 erstrecken. Die Dichtbuchse 30 komprimiert Dichtungsmaterial 33 gegen die Welle 20 und die obere Verlängerung 10. Unmittelbar unterhalb der oberen Platte 3*< der Lasche 12 ist die Welle im Durchmesser vermindert, um eine Schulter 35 zu bilden, die sich nicht durch

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die Platte 3** erstrecken kann, so daß die Welle 20 nicht durch den Druck innerhalb des Durchgangskanals 60 aus dem Körper hinausgedrückt werden kann.

Das neben dein Ende der Ventilklappe 13 gelegene Ende der Welle 20 hat zwei entgegengesetzte abgeschliffene Seiten und wird von einem Schlitz HO aufgenommen, der in der Ventilklappe in rechten V.inkel zu deren Ebene ausgebildet ist. V/ie nan insbesondere aus der PiG· 3 ersieht, ist der Schlitz ¹IO länger als der Durchmesser der V.'elle 20; ist das Ventil geschlossen und erstreckt sich die Klappe quer über -den Durchgangskanal, ist der Schlitz mit dem Durchgangskanal in Fluchtung, so daß die Klappe entlang dem Kanal um ein kleines "aß verschoben v/erden kann. Die Größe der Verschiebung wird durch einen zylindrischen Vorsprung ¹Il gesteuert, der an der VJcHe 20 ausgebildet ist und sich über den Schlitz '!0 hinaus in eine zylindrische Öffnung 42 der Klappe erstreckt.

Lage und Drehung der Ventilklappe 13 werden durch die 'Welle 20 am oberen Ende der Klappe bestimmt, wobei an dem unteren Ende der Klappe eine v/eitere Lagerung vorgesehen ist, die von einem Zapfen '15 gebildet wird, der dem Schlitz Ίΐ diametral gegenüberliegt und der coaxial zur Welle 20 verläuft.. Der" Zapfen ^5 sitzt drehbar im Körper 50 und ist zur Außenseite mit Hilfe eines Stopf ons ¹IG abgedichtet, der in den zylindrischen Vorsprung ο eingeschraubt ist. Der Zapfen ^5 ist mit abeschliffenen Flachsoiten '!7 vorsehen -

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-c-

^entsprechend denjenigen, die an der Welle 20 ausgebildet sind - und wird von einem Schlitz 48 aufgenommen, der in der Ventilklappe 13 ausgebildet ist und identisch mit dem Schlitz 40 auf der entgegengesetzten Sexte der Ventilklappe ist. Der Zapfen 45 ist nit einer zylindrischen Verlängerung 49 verschen, die identisch der zylindrischen Verlängerung 41 der '.,'eile 20 ist, wobei diese Verlängerung 49 in einer zylindrischen öffnung 50 aufgenommen wird, die identisch mit der zylindrischen öffnung 42 ist. V^;ird die Ventilklappe 13 durch die 17c:He gedreht, verdreht die Klappe 13 den Zapfen 45; schließt die Klappe den Durchgangskanal 6, so gestattet der mit den Schlitz 40 parallele Schlitz 48 eine Verschiebung der Ventilklappe entlang dem Durchgangskanal um ein Maß, das durch die Toleranz zwischen der zylindrischen Verlängerung 49 und der zylindrischen öffnung 50 bestimmt wird.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die Ventilklappe 13 gegen den Körper 5 abzudichten, wenn das Ventil geschlossen ist. Diese Einrichtung besteht aus einer stumpfkegelförmigen sphärischen Fläche 55> die auf jeder Seite der Ventilklappe 13 vorgesehen ist, und zwar befindet sich eine dieser Flächen auf jedem der Klappenabschnitte 14, 15. Die Flächen 55 sind ringförmig und verlaufen rund um jede Seite der Ventilklappe, um dadurch die Klappe unabhängig von der Rich tung dos durch das Strömungsmittel ausgeübten Drucks abzu dichten, das sonst durch den Durchgangskanal 6 strömen würde.

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Die Ringflächen 55 arbeiten mit entsprechenden Sitzen auf jeder Seite der Ventilklappe zusammen, wobei diese Ventilsitze an dem Körper 5 ausgebildet sind. Jeder Sitz besteht aus einem Metallring 60, der eingeschraubt ist und mit den entsprechenden Flächen 7 oder 8 des Körpers 5 bündig ist. Jeder Metallring 60 trägt ferner einen Ring 61 aus Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen, der durch den Metallring 60 zwischen diesem und dem Ventilkörper eingespannt wird und dessen innere Oberfläche angenähert die Innenfläche des Metallrings 60 fortsetzt. Jeder Metallring 60 und Kunststoffring 6l bildet einen ringförmigen Sitz an dem Körper für die entsprechende Fläche 55 der Ventilklappe, wobei die Innenfläche des Ventilsitzes vorzugsweise stumpfkegelförmig ist.

Beim Einsatz wird die Ventilklappe mit Hilfe der Welle 20 über den Handgriff 23 in die Offenstellung oder Schließstellung bewegt. Befindet sich die Klappe in der Schließstellung gemäß den Fig. 2 und 3, so dichten die Ringflächen 55 an den Klappenabschnitten I¹I und 15 gegen die Kunststoffringe 6l ab, un den Durchgangskanal 6 zu verschließen und abzudichten. Wird das Ventil hohen Temperaturen ausgesetzt, z.B. Temperaturen mit mehr als 25O°C, so verliert Polytetrafluoräthylen seine Wirksamkeit und wird zerstört, wobei das Auflösen es ermöglicht, die Ventilklappe 13 entlang dem Durchgangskanal unter dem Einfluß des Druckes zu versetzen, der durch das Strömungsmittel innerhalb dos Durchgangskanals 6 ausgeübt wird, wobei die stromab

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gelegene Fläche 55 dann entgegen den stromab gelegenen Metallring 60 anliegt. Das Ventil kann dadurch weiterhin den Durchgangskanal 6 verschließen.

Die Metallringe 6 können vom Körper 5 abgeschraubt werden und es können die Kunststoffringe 61 entfernt und ersetzt werden, wobei die Ventilklappe vom Körper 5 abgenommen werden kann.

Die Metallringe 60 bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, können jedoch aus einem anderen Metall bestehen, das mit rostfreiem Stahl oder einem anderen Hartmetall belegt ist. Die Flächen 55 der Ventilklappe 13 können flammengehärtet sein und können alternativ mit rostfreien Stahl oder einem anderen Hartmetall beschichtet sein.

Die Fig. ¹J zeigt eine ähnliche Ansicht wie die Fig. 3. In diesem Falle ist nur einer der Metallringe 60 entfernbar. Der andere Metallring ist am Körper 5 festgelegt, wobei der zugeordnete Kunststoffring mit Schnappsitz in eine Vertiefung neben dem Ring eingepreßt werden kann, der teilweise die Vertiefung bildet. Bei dieser Ausgestaltung erlaubt es das Abnehmen des entfernbaren Metallrings 60, die Ventilklappe herauszunehmen, wobei außerdem auch der Kunststoff ring 61 neben den Metallringen ersetzt v/erden kann. Die anderen Teile des Ventils gemEß Fig. 4 sind normalerweise dieselben wie im Falle der anderen Figuren.

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Claims

Fatentanspräche

I 1. iStrömungsnatteldurchfluß-Steuerventil, gekennzeichnet durch einen Ventilkörper (5) mit einem Durchgangskanal (6), durch eine Ventilklappe (13), die in den Körper sitzt und in und aus einer den Kanal schließenden Stellung drehbar ist, und durch einen ringförmigen Gitz (55) an dein Körper und eine Ringfluche an dor Ventilklaipe für gegenseitige Abdichtung, wenn die Ventilklappe den Durchgangskanal schließt, wobei einer der Sitze und der Ringflachen von zwei Seite an Seite liegenden Ringabschnitten ungleichen Materials gebildet ist und die Ventilklappe entlang dem Durchgangskanal versetzbar ist, wodurch die Ventilklappe den Durchgangskanal selbst dann verschließt, wenn eines der ungleichen Materialien zerstört is*".
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der ungleichen Materialien ein Kunststoffmaterial und das andere ein Metall ist.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial Polytetrafluoräthylen ist.
4. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (5) und die Ventilklappe (13) mit zwei Sätzen von abdichtenden Ventilsitzen und Dichtflächen versehen sind, wobei sich jeweils ein Satz auf jeder Seite der Ventilklappo befindet.

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5. Ventil nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seite an Seite liegenden Ringabschnitte (60, 61) ungleichen Materials einen Ringsitz am Körper (5) bilden.
6. Ventil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Ringabschnitt ein Ring ist, der an dem Körper befestigt ist und den Ringabschnitt (61) aus Kunststoffmaterial trägt.
7. Ventil nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der r.etallische Ringabschnitt (60) einer der Sitze an dem Körper (5) befestigt ist, während der metallische Ringabschnitt des anderen der Sitze von dem Körper (5) entfernbar ist.
8. Ventil nach einem, oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (13) eine Doppelscheibe aus zwei parallelen Scheibenoder Klappenabschnitten (14, 15) gebildet ist, die voneinander durch eine Öffnung (16) getrennt sind, die einen Teil des Durchgangskanals bei geöffnetem Ventil bildet.
9. Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet j daß die Ventilklappe (13) durch eine Welle (20) drehbar ist, die sich von der Ventilklappe durch den Körper zu dessen Außenseite erstreckt und an eine Dreheinrichtung (23) angeschlossen _ist> 309838/0399
10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (13) mit einem Schlitz versehen ist, der einen entsprechend komplementär gestalteten Endabschnitt der Welle (20) aufnimmt, wobei der Schlitz mit dem Durchgangskanal (6) fluchtet, wenn die Ventilklappe den Kanal schließt, wobei Verschiebung der Ventilklappe entlang dem Kanal gestattet, um das Abdichten zu ermöglichen und den Durchgangskanal zu verschließen, selbst wenn eines der ungleichen Materialien zerstört ist.
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe auf der der YJelle (20) diametral entgegengesetzten Seite an einen Zapfen (45) angeschlossen ist, der drehbar von dem Körper (5) getragen wird.
12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet _x daß die Verbindung zwischen der Ventilklappe (13) und dem Zapfen (15) gleich dem Schlitz und dem komplementär geformten Abschnitt der Welle ist und Versetzung der Ventilklappe entlang dem Durchgangskanal (6) gestattet, wenn die Ventilklappe den Kavel schließt und die Abdichtung wirksam v/erden soll und den Kanal selbst dann schließen soll, wenn eines der ungleichen Materialien zerstört ist.

13· Ventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die V«elle (20) ir.it einer Einrichtung versehen ist, die das Herausdrücken aus dem Körper durch den innerhalb des Durch-

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gangskanals herrschenden Drucks verhindert.

l4. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung an der V/elle von einer Schulter gebildet ist, die mit einer. Teil des Körpers^ zusammenarbeitet.

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