DE2315626A1 - Armatur - Google Patents

Description

DIFL.-ING.EERTHOLD SCHMID STUTTGART 1 · FALBENHENNENSTRASSE 17 · FERNSPRECHER (0711) 608893

UNSBR ZEICHEN

10 939 B/St

!Firma

Braukmann Armaturen AG

Rothrist / Schweiz

Armatur

Die Erfindung betrifft eine Armatur mit einem Ventilsitz und einem damit zusammenarbeitenden Verschlußorgan, insbesondere Ventilteller. Bei einer derartigen Armatur soll gemäß der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung bei geringem Ventilhub eine möglichst große Durchflußmenge erreicht werden. Diese Aufgabe wird bei einem bekannten Ventil dadurch gelöst, daß man den Ventilsitzdurchmesser wesentlich größer ausbildet als die entsprechende An-

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Schlußnennweite. Ein großer Ventilsitzdurchmesser, bedingt jedoch auch größe Gehäuseabmessungen und aufgrund des gleichzeitig notwendigen großen Ventiltellerdurchmessers auch hohe Verstellkräfte. Es wurde auch schon vorgeschlagen, in ein Ventilgehäuse zwei Ventilsitze einzubauen und jedem einen Ventilkegel zuzuordnen. Man vermeidet dabei zwar den Nachteil der hohen Stellkräfte, jedoch läßt sich ein dichter Abschluß der beiden Ventile aufgrund der Doppelpassung an zwei Ventilsitzen nur schwer erreichen. Außerdem wird das Ventilgehäuse relativ groß. Im übrigen ist diese Ausführung auch teuer.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Armatur der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die anlegbare Stirnfläche wenigstens des dem Verschlußorgan zugekehrten Ventilsitzendes und/öder mindestens des dem Ventilsitz zugekehrten Verschlüßorganendes, von einer Kreisringform abweicht und in Umfangsrichtung gesehen langer ist als ein gedachter, diese Kontur einschließender Kreis* Hierdurch wird die überströmte Kante oder Fläche des Ventilsitzes und/oder Verschlußorgans verlängert, insbesondere kann sie ein Vielfaches der Lange des gedachten, umhüllenden Kreises aufweisen. Bei den bekannten Ventilen mit kreisringförmigem Ventilsitz bzw. kreisringförmiger Dichtkante des Ventiltellers ist der engste

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Querschnitt im Sitzspalt gleich dem Kreisumfang der Sitzkante mal dem zugehörigen Abstand zum Verschlußorgan. Eine Vergrößerung der Durchflußleistung wird "bei diesen Ventilen nur durch einen vergrößerten Ventilhub möglich. Bei der erfindungsgemäßen Armatur erhält man infolge der Verlängerung der überströmten Kante des Ventilsitzes und/oder des anlegbaren Endes des Verschlußorgans eine vergrößerte Durchflußleistung gegenüber einer vergleichbaren, gleich weit geöffneten Einsitz-Armatur herkömmlicher Bauart. Dies gilt insbesondere dann, wenn in bevorzugter Weise die überströmte Kante oder Fläche ringsum gleiche Stärke aufweist. Demnach bringt die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß bei gleichem Außendurchmesser der Ventilsitzkante und vorgegebenem kleinem Ventilhub ein größerer freier Spaltquerschnitt erreicht wird als bei den Ventilen bekannter Art. Umgekehrt ergibt sich bei vorgegebenem freiem Spaltquerschnitt ein kleinerer wirksamer Durchmesser der Ventilsitzkante des Erfindungsgegenstandes gegenüber einem bei identischem,Hub erforderlichen Durchmesser eines herkömmlichen Ventils und damit eine Verringerung der Stellkräfte des Erfindungsgegenstandes gegenüber dem bekannten Stand der Technik. Bei mittleren und größeren Ventilhüben nimmt diese im Vergleich zu herkömmlichen

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Armaturen vorteilhafte Wirkung des Anmeldungsgegenstandes ab. Die erfindungsgemäße Armatur ist demnach, überall dort mit Vorteil einzusetzen, wo die Durchflußmenge bei relativ kleinen Hüben erreicht werden soll.

•Die anlegbare Stirnfläche ist vorzugsweise als einem Kreis einbeschriebene Schlangen-, Zick-Zacklinie, Mäander oder dgl. ausgebildet. Sie kann in vorteilhafter Art durch einen gewellten Blechstreifen oder dgl. gebildet werden.

Bei einer Armatur mit gleichartigem oder identischem Ventilsitz- und/oder Verschlußorganende ist in Weiter bildung der Erfindung das Verschlußorgan längs verschiebbar aber undrehbar geführt. Man erreicht dadurch in der Schließstellung der Armatur eine stets gleiche Zuordnung von Verschlußorgan und Ventilsitz und damit mit Sicherheit immer eine einwandfreie Abdichtung« Analoges gilt natürlich auch für die Spaltöffnungsstellung. Die Längsführung ist auch dann von Vorteil, wenn die erfindungsgemäß angebrachte Stirnfläche eine bleibende Eindrückung in die Gegendichtflache bildet. Eine Verdrehung würde dann nämlich zu Undichtigkeiten führen.

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Eine andere Ausbildungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan fest mit dem Armaturengehäuse verbunden, insbesondere daran angeformt und der Ventilsitz zustellbar ist, wobei der Ventilsitz eine insbesondere zentrische Durchtrittsbohrung für das abzusperrende Medium besitzt und gegenüber seiner Gehäuseführung abgedichtet ist. Diese Variante könnte man auch als Ringschieber mit Druckentlastung bezeichnen.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal kennzeichnet sich dadurch, daß die dem Verschlußorgan zugekehrte wirksame Stirnfläche des Ventilsitzes größer ist als die abgewandte Stirnfläche. Die Stirnfläche ist dabei um die Fläche der Ventilspindeldurchführung größer, damit ein. einwandfreier Druckausgleich geschaffen wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß die Verstellspindel für das Verschlußorgan oder den Ventilsitz mit einer direkt wirkenden Regeleinrichtung verbunden ist, die Armatur also als Regelarmatur ausgebildet ist. Gerade bei Regelarmaturen ohne Hilfsenergie besteht die Forderung nach hoher Durchflußleistung bei geringem Ventilhub und zwar insbesondere dann,wenn diese Armatur mit einem direkt wirkenden

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Proportionalregler zusammenarbeitet. Es kann damit bei kleinerem Meßglied und geringerer Verstärkung des Reglers eine größere Segelgenauigkeit erzielt werden als bei den Armaturen des bekannten Standes der Technik. Die Verbindung von Verstellspindel und Regeleinrichtung kann auch pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch sein.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: -' *

Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt durch den Ventilsit zbereich einer ersten Ausfuhrungsform,

Figur 2 eine Ansicht des Verschlußorgans in Richtung der Pfeile ΙΙ-ΪΙ gesehen,

Figur 3. einen analog zur Figur 1 geführten Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform,

Figur 4- das überströmte Ventilsitzende der zweiten Ausführungsform in Ansicht, .

Figur 5 einen in gleicher Weise geführten Vertikalmittelschnitt durch eine dritte Variante,

Figur 6 das überströmte Ende des Verschlußorgans in Richtung der Pfeile VI-VI gesehen.

An dem in üblicher Weise horizontal gelegenen und ebenen

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Teil Λ einer Ventilgehäusewand 2 "befindet sich ein Ventilsitz J. Er ist als eingeschraubte Bundbuchse ausgeführt. Die Gewindeverbindung zwischen diesen beiden Teilen ist selbstverständlich abgedichtet. Außerdem liegt die Unterseite 5 des Bundes flach an der zugekehrten Fläche des.Wandteils 1 an. Am oberen, dem als Ventilteller 7 ausgebildeten Verschlußorgan dieses Ventils zugekehrten Ende des Ventilsitzes 3 ist ein elastischer Dichtring 6 befestigt. Der Ventilteller 7 ist in üblicher Weise in Sichtung des Pfeils 8 zustellbar bzw. in Gegenrichtung abhebbar. Die Stellkraft kann mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch aufgegeben werden.

Erfindungsgemäß ist das dem Ventilsitz zugekehrte bzw. mit dem Dichtring 6 zusammenarbeitende freie Ende des Ventiltellers in ganz spezieller Weise geformt. Die Formgebung ergibt sich besonders deutlich aus Figur Man erkennt, daß die Kontur der Dichtkante, also deren anlegbare Fläche eine in sich geschlossene schlangenlinienförmige Gestalt besitzt. Man erreicht dadurch eine beträchtliche Verlängerung der Abströmkante gegenüber einem Ventilteller gleichen Durchmessers aber mit kreisringförmiger Abdichtfläche bzw. kreisförmiger Dichtkante.

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Der Ventilteller muß nicht notwendigerweise einstückig mit der Ventilspindel 9 gefertigt sein. Außerdem könnte das Ventiltellerende 10 aus einem Blechstreifen hergestellt und auf einen zum Beispiel scheibenförmigen Ventilteller aufgesetzt werden.

Bei der zweiten AusführungsVariante (Figuren 3 und 4) ist der Dichtring 6 in einen, kreisscheibenförmigen Ventilteller 7 eingesetzt. Der Ventilsitz 3 wurde wiederum in den Wandteil 1 des Ventilgehäuses eingeschraubt. Das dem Ventilteller 7 zugekehrte Ventilsitzende 11 ist dabei in gleicher Weise gestaltet, wie das Ventiltellerende 10 der in den Figuren 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Die erzielbaren Vorteile sind dabei genau dieselben. Im übrigen gelten die bei der Erläuterung der ersten Ausführungsform gemachten Ausführungen sinngemäß auch für die zweite und die in den Figuren 5 und 6 gezeigte dritte Ausführungsform.

Bei der letzteren ist wiederum der Ventilteller in der erfindungsgemäßen Weise gestaltet, jedoch ist er im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel fest mit dem Ventilgehäuse verbunden, insbesondere einstückig damit hergestellt. Der Ventilsitz 13 ist ebenfalls als Bundbuchse

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ausgebildet, Jedoch ist er in Gegensatz zu den beiden anderen Varianten nicht fest mit dem Gehäusewandteil 1 verbunden, sondern in Richtung des Doppelpfeiles 14-darin verschiebbar gelagert. Zur Abdichtung gegenüber dem Wandteil 1 dient ein in eine Nut desselben eingelassener O-Ring 15 oder dergleichen. In die zentrische Bohrung 16 des Ventilsitzes 13 ragt das eine Ende 17 der Verstellspindel 18 hinein. Die Verbindung mit dem Ventilsitz 13 erfolgt über radial verlaufende Hippen 19« Die Verstellspindel 18 ist gegenüber dem Ventilgehäuse mittels eines zweiten in eine Gehäusenut eingelassenen O-Rings 20 oder dergleichen abgedichtet.

Der Ventilsitz wird mit Hilfe einer von außen aufgegebenen Kraft gegen den Ventilteller bzw. in Gegenrichtung bewegt. Insbesondere befindet sich an seinem freien oberen Ende ein pneumatischer, hydraulischer oder elektrisch gesteuerter Stellmotor. Des weiteren sind am Ventilsitz auch noch vom abzusperrenden Medium herrührende Kräfte wirksam. Da die dem Ventilteller zugekehrte Fläche 21 größer ist als die am anderen Ende gelegene Stirnfläche 22, kann die durch die Spindeldurchführung verlorene Fläche ausgeglichen werden, so daß keine vom Mediumsdruck abhängigen Kräfte wirksam werden.

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Inabesondere wenn das dem Ventilteilerende 26 zugekehrte Ventilsitzende in gleicher Weise gestaltet ist muß durch geeignete, nicht gezeigte Mittel dafür gesorgt werden, daß sich der Ventilsitz 13 nicht drehen kann. Man kann entweder diesen oder seine Verstellspindel 18 oder ein damit drehfest verbundenes Teil mit einer entsprechenden Längsführung versehen« Außerdem wird noch darauf hingewiesen, daß die Ausführungsbeispiele rein schematisch dargestellt sind, und durch geeignete Konstruktion des Gehäuses und/oder der anderen !Peile dafür gesorgt ist, daß der Zusammenbau aller Elemente möglich ist. ·

Die Kontur der Dichtkante, also sowohl die .Innenkontur 27 des Ventiltellers 7 bsw» 12 als auch die Außenkontur 29 des erfindungsgemäß als Schlangen-, Ziek-Zacklinie, Mäander oder dergleichen, also sternartig oder sternförmig ausgebildet. Das selbe gilt für die Dichtkante des Ventilsitzes 3 beim Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4-, also die Innenkontur 28 und die Außenkontur 30. Im Hahmen der Erfindung liegt es auch, in nicht dargestellter Weise die gegeneinander weisenden Enden von Ventilsitz und Ventilteller gleich auszubilden.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   ί 1. !Armatur mit einem Ventilsitz und einem damit zusammenarbeitenden Verschlußorgan insbesondere Ventilteller, ■ dadurch gekennzeichnet, daß die anlegbare Stirnfläche (31) wenigstens des dem Verschlußorgan (7, 12) zugekehrten Ventilsitzendes (11) und/oder mindestens des dem Ventilsitz (3,13) zugekehrten Verschlußorganendes (10, 26) von einer Kreisform oder Kreisringform abweicht und in Umfangsrichtung gesehen länger ist als ein gedachter, diese Stirnfläche (31) einschließender Kreis.

   2. Armatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anlegbare Stirnfläche (31) als einem Kreis einbeschriebene Schlangen-, Zick-Zackflache, Mäander oder dergleichen ausgebildet ist.

   3. Armatur nach Anspruch 1 oder 2, mit gleichartigem oder identischem Ventilsitz- und/oder Verschlußorganende, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (7) längsverschiebbar aber undrehbar geführt ist.

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   M-. Armatur nach, einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan (12) fest mit dem Armaturengehäuse verbunden insbesondere daran angeformt und der Ventilsitz (13) zustellbar ist, wobei der Ventilsitz eine insbesondere zentrische Druchtrittsbohrung (16) für das abzusperrende Medium besitzt und gegenüber seiner Gehäuseführung abgedichtet (15) ist.

   5· Armatur nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Verschlußorgan (12) zugekehrte wirksame Stirnfläche (21) des Ventilsitzes (13) größer ist als die abgewandt Stirnfläche (22).

   6. Armatur nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellspindel (9.1 18) für das Verschlußorgan (7) oder den Ventilsitz (13) mit einer direkt wirkenden Regeleinrichtung verbunden ist.

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