DE2326694A1

DE2326694A1 - Lagerzapfen-drehkegelventil als schweisskonstruktion aus rohr und blechen

Info

Publication number: DE2326694A1
Application number: DE2326694A
Authority: DE
Inventors: Homer John Shafer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-05-25
Publication date: 1974-01-10
Also published as: AU5579373A; JPS4963025A; IT986419B; FR2188084B1; NO134670C; GB1364413A; CA965399A; JPS5442091B2; NL7306312A; NO134670B; US3792835A; AU466419B2; FR2188084A1

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GEhO M(IlLER · D GROSSE 22 351

- bh 27.^.1973 -Bl.-

Homer John Shafer, 2326694

Mansfield. Richland County^ Ohio '(USA) .

Lagerzapfen-Drehkegelventil als Schweißkonstruktion aus Rohr und Blechen

Gegenstand dieser Erfindung ist ein drehbarer Ventilkegel für ein Ventilgehäuse, das im Inneren kugelförmige Sitzflächen und Zapfenlager aufweist. Zum vorerwähnten Ventilkegel gehört ein vorgeformtes und zentrales Durchflußrohr mit einander diametral gegenüber angeordneten Verschlußblechen und mit Lagerzapfenblechen, die in tangentialer Zuordnung zu dam Rohr im rechten Winkel zu diesem Rohr angeordnet und an den Ecken miteinander verschweißt sind. Außen am Rohr sind·Verstärkungsbleche in Längsrichtung dieses Rohres geführt₉ Verstärkungsbleche sind aber auch über die Kanten zwischen den V_erschluiifolechen und den Lagerzapfenblechen angeordnet und mit deren Innenflächen verschweißt Xn Anpassung an die kugelförmigen oder abgerundeten inneren Sitzflächen des Ventilgehäuses sind die Außenflächen der Plattenkanten oder der Blechkanten auch kugelförmig oder abgerundet ausgeführt. Zu den Lagerzapfen gehören Naben, die mit den Lagerzapfen in einem Stück oder integral gearbeitet sind und in Axialrichtung nur mäßig dick sind,, aber einen relativ großen Durchmesser haben.

Die wichtigen Vorteile eines Kegelventiles, dessen Ventilkegel gegenüber dem geschmiedeten oder gegossenen Ventilkegel in rechteckiger Zuordnung ringsum das Rohr durch Verschweißen eines Rohres und von Blechen hergestellt wird, sind bereits mit dem mir am 6. Juni 1967 zuerkannten U.S.-Patent Nr. 3.323.537 dargestellt und beschrieben worden. Zu den Vorteilen gehören der sehr geringe Bearbeitungsanteil zur Herstellung der kugelförmigen oder abgerundeten Oberflächen, desgleichen aber auch im Vergleich mit gegossenen oder geschmiedeten Ventilkegeln eine beträchtliche Einsparung an Material. Für den Ventilkegel des

309882/0513

^ OOOCCQ/ 27.^.1973

des Patents U.S.-Nr. 3.323»537 waren jedoch vier große bogenförmige Rippen erforderlich, die. sich zwischen den Verschlußplatten erstreckten und mit dem Rohr sowie mit den Seiten der Zapfenlagerplatten vorschweißt waren» Erforderlich waren auch vier Eckenverstärkungsbleche, die im Inneren der Kanten zwischen den Verschlußblechen und den Lagerzapfenplatten verschweißt waren und gegenüber den hohen Drücken bei geschlossenem Ventil eine genügend große Festigkeit bei minimaler Verzerrung- gewährleisten sollten. Die mit diesem Patent dargestellten und beschriebenen Lagerzapfen sind im Durchmesser sehr klein und erhöhen die Festigkeit des Ventilkegels, hohen Drücken zu widerstehen, nicht,

Ziel dieser Erfindung ist aus diesem Grunde die Schaffung eines verbesserten Drehkegelventiles, dessen Ventilkegel aus einem Zentralrohr besteht, bei dem die Bleche oder Platten rechtwinklig um das Rohr angeordnet und derart miteinader durch Schweißen verbunden sind, daß nur ein sehr geringer Arbeitsaufwand zur maschinellen Bearbeitung der kugelförmigen oder abgerundeten Flächen erforderlich ist„

Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung eines Ventilkegels mit einer verstärkten Rohr-und-Plattenkonstruktion, was wiederum ein verbessertes Festigkeits-Gewichtsverhältnis zur Folge hat.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Ventilkegelkonstruktion mit Lagerplatten, die eine vergrößerte Fläche haben, um dann die hohen Leitungsdrücke aushalten zu können, wenn der Ventilkegel sich in der Schließstellung befindet.

Ein wiederum anderes Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Ventilkegelkonstruktion, bei der die Lager-

309882/0513

PATENTANWÄLTE F.W. H EM M E R ICH · G E R D M Ü L LE R · D . G R 0S3E 22 351

- bh. -

-platten und die Verschlußplatten zueinander im Rechteck angeordnet und an ihren Ecken miteinander verschweißt sind und dabei ein zentrales Rohr umschließen«. Bei dieser Ausführung sind die Eckenverstürkungsplatten derart konstruiert und ausgelegt, daß von ihnen der hohe und auf die Verschlußplatten einwirkende Druck in Richtungen Weitergeleitet werden, in der dieser Druck von der lcombinierteb Festigkeit der Lagerplatten und der Lagerzapfen ausgehalten werden kann, , .

30988 27 051 3

- bh -

Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:-

Fig, 1 Einen in die Achse des Durchflußrohres eines bevorzugten Äusfiihrungsbeispieles eines Ventilgehäuses gelegten Vertikalschnitt. Der verbesserte rotierende Ventilkegel ist dabei in der Schliei3position wiedergegeben.

Fig. 2 Eine ähnliche Darstellung, nur daß der Ventilkegel in der geöffneten Position wiedergegeben ist.

Fig. 3 Einen in die Linie 3-3 von Fig. 2 gelegten Vertikalschni-tt.

Fig. k Eine Draufsicht auf den aus dem Ventilgehäuse entfernten verbesserten rotierenden Ventilkegel.

Fig. 5 Eine Seitenansicht des verbesserten Ventilkegels» Fig. 6 Einen, in die Linie 6-6 von Fig, 5 gelegten Schnitt. Fig. 7 Eine perspektivische Darstellung des Ventilkegels·

Fig. 8 Ein© Fig. 3 ähnliche Darstellung von einer anderen - Ausführung des Ventilgehäuses»

Die in Fig. 1, Fig« 2 und Fig« 3 mit der allgemeinen Hinweisasahl 10' gekennzeichnet© bevorzugte Aas führung eines Ventilkörpers oder ft&nes Ventilgehäuse© - in diesen Ventilkörper oder in dieses Ventilgehäuse ist der rotierende Ventilkegel in seiner verbesserten Ausführung eingesetzt »besteht aus den beiden zueinander passenden und gekrümmten Gehäusehälften 10a und 10b, die in einer Vertikaleben©, welche in die Spindel und in die Durchflußachse gelegt ist, cusanmehgesschweißt sind. Die Schweißnaht zwischen diesen beiden Konstruktionselementen ist in Fig. 1 und in Fig„ 2 mit der Hinweisseahl 11 gekennzeichnet.

309882/0513

D±e Schweißverbindung "11 steht Bsiit dmn Z"±ngf"oTm±g®n Sefereißnähten 12 und 13 zwischen d©m Ventilgehäuse und d®n Zapfenlagern l4 und 15 oben und unten aim Vent&lgehoxas.® in Verbindung, desgleichen aber auch mit den ringförmig©» Schweißnähten 16, die die Durchflußrohre 17 mit dan. offenen Enden des Ven-•tilgehäuses verbinden© Das Verfahren b©tr©ffend di© Herstellung des Ventilgehäuses ist bereits mit d©m früh©r©n U_eS©-Patent Nr. 3.545,721 beschrieben word en ,und ist auch kein Teil dieser. Erfindung.

An ihren inneren Enden sind· die Durchflußrohre 17 mit ringförmigen Aussparungen versehen _ΰ di© di© Sitaring© aufzunehmen haben, welche ihrerseits wiederum an den kugslf örnsigen. oder abgerundeten ,Oberflächen des VentiLktsgcsls anliegen. Diese Sitzringe 18 werden noch vor dmm Anschweißen der Durchflußrohre 17 in ihrer jeweiligen Einbaulage aisig©s©tst_o Laut Darstellung haben die inneren Enden der Sitsring© 18 kugelförmige- oder abgerundete Oberflächen,'desgleichen aber auch ringförmige Ansät* ze oder- Vorsprünge 2O₈ die radial nach außen geführt sind«, Die Ansätze oder Vorsprünge 2O sitsen gleitend in den Ringnuten 21 der DurchfluMrohre und werden dabei von ringförmigen Federscheiben 22, die federnd die Sitaringe gegen den Ventilkegel drücken, gehalten. Wie aus der Darstellung au erkennen ist,befindet sich zwischen dem äußeren Ende der Sitaringe 18 und den ringförmigen Aussparungen für diese Sitsringa in den DurchfIulirobren 17 ein kleiner freier Zwischenraum 19» dsr ein© federnde Bewegung der Sitzringe ermöglicht.

Die Durchflußrohre werden vorzugsweise mit Schmiemnittelabdichtungevorrichtungen versehen, über die Schmiermittel zu den kugelförmigen oder abgerundeten Abdic-fctungeflachen an deren inneren Enden zugeführt werden. Was di© vorerwähnt© Schsnierraittel-

309882/0513

- bit -

27.¹1.1973

_ G 3 -

4'

abdichtungsvorrichtung betrifft, so erstrecken sich, die Sclmsiermitteizuführungsöffnungen 2k durch die Btarehfluürohre radial nach innen bis auf die Außenfläch© d©r sich darin befindlichen Sitzringe, wobei die inneren Enden dieser Schmiermittelasuführungsöffnungen 2k an der Sitsringoberfiäche mit einem O-Ring _ versehen oder von einem Q-Ring umgeben sind» Von den inneren Enden der Schmiermittelffiuführungaöffnungen aus sind L-förmige Kanäle 25 zu den kugelförmigen oder abgerundeten Flächen an den inneren Enden der Sitzringe geführt·

Das neuartige und verbesserte rotierende V©ntilkeg®lelement wird ohne Ventilgehäuse mit FIg₄, k bis Fig₀ 7 wiedergegeben«, Dieses rotierende Ventilkegelement besteht aus einem zentral angeordneten Durchfluürohr 28 mit vier kreisrunden Platten, die in tangentialer Zuordnung au diesem Durchfluürohr als ein Rechteck an diesem Rohr befestigt sind_a Bei dem Durchflußrohr 28 handelt es sich uhr ein Rohrstück oder Rohrleitungsstück,, das von der Länge her in die Durchflußrohre der montierten Ventileinheit pai.it und auf diese Durchflußrohre nach Fig. 2 dann ausgerichtet ist, wenn eich der rotierend® Ventilkegel in der üffnungaposition befindet» Der Innendurchmesser des Rohres 28 ist dem Innendurchmesser der Durchflußrohre 17 und der Sitzringe 18 des Ventilgehäuses identisch,,

Zu den vier Platten oder Blechen, die das Rohr umgeben, gehören jeweils die diametral zueinander oben und unten angeordneten kreisförmigen Lagerpiattan 29 und 30, die im wesentlichen im Tangenti»latoß an dem Rohr befestigt sind, desgleichen aber auch die beiden einander diametral gegenüber angeordneten Verschluüplatten oder Vereohiußbleche 31 und 32, die am Rohr 28 im wesentlichen'mit Tangenti&lQtoß und im rechten Winkel zu den Lagerplatte!) 29 und 30 befestigt sind. Laut Darstellung

309882/0513

- foh »

. ν-

sind die Platten oder Bleche 29„ 30, 31 und 32 zur Anpassung an die Krümmung des Rohres in ihren Mittelteilen etwas konkav geformt. In den Durchmessern sind die vier Platten oder die vier Bleche gleich der Länge des Rohres 28 ausgeführt (,wobei der Außenumfang einer jeden Platte oder eines jeden Bleches um das Rohr 28 herum, dessen Zentrum von dar Konstruktion her derart ausgelegt ist, daß es mit dem Zentrum des Ventilgehäuses dann übereinstimmt, wenn - wis dies mit Fig. 1 bis Fig. 3 wiedergegeben ist - der Ventilkegel drehbar in das Ventilgehäuse eingesetzt worden ist, als kugelförmige Flächen 29% 30', 31· und 32' ausgeführt ist.

Werden die vier Platten oder Bleche als Viereck ringsum das Rohr 28 angeordnet, und sswar im Tangentialberührung mit diesem Rohr, dann überschneiden sich jeweils Bogensegmente der zu den Platten gehörenden Außenumfänge, di© dann durch die mit der allgemeinen Hinweissahl 3^ gekennzeichneten Schweißstellen, durch die die Platten oder Bleche miteinander verbunden werden, ersetzt werden« Fig. 1 zeigt nun am fassten, daß die SchweiM-stellen oder die Schweißnähte 3^ einen dreiecksförmigen Querschnitt haben und darüber hinaus an ihrer Außenfläche durch Schleifen derart bearbeitet worden sind,, daß sie mit den kugelförmigen Flächen der angrenzenden Platten oder Bleche übereinstimmen. Damit aber entsteht durch die kugelförmigen Oberfläc"hen der vier Platten od©r Blechen im Zusammenwirken mit den entsprechenden kugelföriaigen Oberflächen der Schweißstellen 3h ein Ventilkegel mit kugelförm±g@n Außenflächen, der einem Ventilkegel entspricht ₉ dessen 2©ntrum mit u®m Zentrum des Rohres 28 zusammenfällt»

Wie aus Fig, 1 zu erkeaaen ist₉ tf©rd©n die Xnnenkanüen-der einander benachbarten Platten oder Blech© unter dmn Schweiß-

3 0 9 8 8 2/0513

stellen oder unter den Schweißnähten 3^ vorzugsweise miteinander durch Schweißen verbunden; weiterhin sind quer über die vier Ecken zwischen den Platten oder Riechen 29, 30, 31 und 32 im längsgertchteten Tangentialstoß mit dem Rohr 28 die vier Verstärkungsbleche oder Versteifungsbleche 36 angebracht. Die zu den vorerwähnten Verstärkungsblechen 36 gehörenden Schweißnähte 37 verbinden die Seitenkanten der Verstärkungsbleche über deren Längen mit den Innenflächen der einander benachbarten Außenplatten oder Außenbleche,. Aus Fig. k geht hervor, daß die Verstärkungsbleche oder Versteifungsbleche 36 in der Länge bis kurz vor die Enden des Rohres ,28 geführt sind, und zwar im we-

sentlichen dort, wo deren Seitenkanten die Außenkanten der Außenplatten oder der Außenbleche schneiden.

Zu der oberen Lagerplatte 29 und zu der unteren Lagerplatte 30 gehören jeweils große Zylindernaben, die die Lagerzapfen 39 und ^O bilden. Um eine optimale Festigkeit gegenüber den Spannungen und Belastungen, denen die Platten unterworfen werden, zu gewährleisten, sind diese Naben mit den entsprechenden Platten jeweils integral oder in einem Stück gearbeitet. Die Lagerzapfen 39 und kO haben im wesentlichen vorzugsweise die gleiche Dicke, die die Teile, welche jeweils die Lagerplatten 29 und 30 umgeben, auch haben, während vom Durchmesser her die Lagerzapfen auf die Größenordnung von j/k der Durchmesser der Außenflächen der jeweiligen Lagerplatten festgelegt sind. Wenn auch der Durchmesser der Lagerzapfen etwas variieren kann, so sollte er doch zumindest auf den halben Durchmesser der Außenflächen der La- \ gerplatten ausgelegt werden, damit die erforderliche Festigkeit erreicht werden kann.

Die Lagerzapfen 39 und kO weisen jeweils vorzugsweise die Zentrierungsbohrungen kl und k2 zum Einspannen des Ventilkegels

309882/0513

■ - bh -

27.^.1973

- G 6 -

während des Formens der kugelförmigen Oberflächen an den Platten oder an den Blechen auf. Wie aus Pig« 1 zu erkennen ist, ", gehören zum Lagerzapfen 39 die vier Bolzenlecher kk für das Anbringen des der Ventilspindel H6 zugeordneten unteren Flansches 45 vermittels der Stehbolzen 47, die mit diesem unteren Flansch verbunden sind . Vorzugsweise wird in einem durch eine Buchse 49 bestimmten Abstand über dem oberen Zapfenlager 14 eine Montage- ' platte '+8 angeordnet, wobei die Buchse 49» die die Ventilspin-^ del umschlieMt, durch Schweißen sowohl mit dem Zapfenlager 14 als auch mit der Montageplatte 48 verbunden ist« Eine ringsum die Ventilspindel angeordnete Rohrbuchse 50 erstreckt sich durch das Zapfenlager und durch die Platte_s während geeignete Lagerabdichtringen 55 und 56 zwischen den Oberflächen des Lagerzapfens 29 und des Zapfenlagers angeordnet sind_e Ähnliche Lagerabdichtungen 55 und 56 sind auch vorgesehen zwischen dem unteren Lagerzapfen 40 und dem unteren Zapfenlager 15·

Vorzugsweise ist die Ventilspindel mit einer Axialbohrung 58 versehen oder als Hohlspindel ausgeführt, durch die dann eine Einstellschraube 59 bis zum unteren Ende dieser Bohrung eingeschraubt werden kann, bis daß sie Bolzen 60 berührt, der in Form eines Keiles am oberen Teil der Zentrierungsbohrung dieser Teil ist konisch ausgeführt - kl in der oberen Lagerplatte anliegt« Das obere Ende der Bohrung 58 ist normalerweise durch eine Schraubkappe 61 verschlossen· Mit der Einstellschraube 59 kann der Vertikaldruck zwischen dem Ventilapindelflansch k5 Gehäusebuchse 13 eingestellt werden, wodurch wiederum auch die Drehreibung des Ventilkegel» reguliert oder eingestellt werden kann·

Beim Einsetzen des mit Fig· k bis Fig· J dargestellten neuartigen Ventilkegel·, d,h, des neuartigen rotierenden Ventikegels,

309882/0513

JO

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERO MÜLLER ■ O. GROSSE 22 351

- bii -

in das mit Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellte Ventilgehäuse 10 wird die Ventilspindel k6 auf die Lagerplatte 29 montiert,und dann die Buchse 50 über die Ventilspindel gesteckt. Es folgt nun das Anbringen der Dichtungsmanschetten 52 und 53 ringsum den Lagerzapfen 39,und der Dichtungsmanschetten 55 n*nd 56 ringsum den Lagerzapfen kO, woraufhin dann die Zapfenlager Ik und 15 aufgesetzt werden. Nun werden die entsprechenden"und aufeinander passenden HnIf.ten 10a und 10b des Ventilgehäuses IO bei geschlossenem Ventilkegel nach Fig. 1 zusammengebracht und dann an deren Kanten durch Stumpfschweißung miteinander verbunden, wobei die Schweißnaht 11 entsteht. Während die Teile im Stoß zusammengehalten werden, werden die Längsschweißungen 11 und die Ringschweißungen 12 und 13 zwischen dem Ventilgehäuse und den Zapfenlagern lh und 15 durchgeführt.

Im nächsten Arbeitsgang werden die Durchflußrohre 17 samt den darin eingesetzten Sitzringen in die Endöffnungen des Ventilkörpers 10 eingesetzt, und zwar so weit, bis dal.'- die inneren Endflächen federnd an den kugelförmigen Oberflächen anliegen und diesen Oberflächen entsprechen. Nach dem dies geschehen ist, werden die Hingschweißungen 16 zwischen den Durchflußrohren und den Enden des Ventilgehäuses 10 hergestellt.

Bei dem mit Fig. 8 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel des Ventilgehäuses 110 würde das neuartige Ventilelement oder der neuartige Ventilkegel in einer ähnlichen Weise eingesetzt werden. Bei diesem Ventilgehäuse werden die kugelförmigen Gehäusehälften 110a und 110b in einer Horizontalebene miteinander verschweißt, die in die Durchflußachse rechtwinklig zur Ventilspindelachse gelegt ist. Mit den einander gegenüberliegenden Enden des Ventilgehäuses 110 werden die Durchflußrohre 117vermittels der Ringschweißungsnähte 116 verbunden. Die Ven-

309882/0513

-/f/f- -Dh-

„_1CßQ/ 27. h. 1973

tilspindel ll*f ist durclj eine Buchse l49 geführt, die vermittels einer Ringnaht Il6 an die obere Gehausehälfte 110a geschweißt ist und ebenfalls durch Schweißen mit der Montageplatte I'j8 verbunden ist.

Noch vor dem Zusammenbau werden der obere Zapfenlagerring l6l und der untere Zapfenlagerring 162 an die Innenflächen der Gehäusehälften 110a und 110bjeweils mit einer Ringnaht I63 und einer Ringnaht lo'l geschweißt. Dann werden die Lagerdichtungen 152 und 153 auf den oberen Lagerzapfen 29 aufgesetzt, während die Lagerabdichtungen 155 und I56 auf den unteren Lagerzapfen aufgesetzt werden. Schließlich werden die Gehäuseteile 110a und IiOb um don Ventilkegel gelegt und derart miteinander verbunden, daß sich die Lagerringe Ιοί und 162 über den Lagerzapfen 39 und Jfü befinden. Ist. dies geschehen, werden die Schweißnähte 160 und J.6I hergestellt·

Wirkt bei geschlossenem Ventilkegel der Leitungsdruck auf eine der Verschiuiiplatten oder auf eines der Verschlußbleche 31 oder 32 ein, dann wird die auf diese Verschlußplatte einwirkende' Biegebelastung in der Hauptsache durch die beiden Versteifungsbieche 36 ausgehalten, wobei diese Versteifungsbleche in Längsbereichen quer zu der Verschlußplatte oder zu dem Verschlußblech geführt und auch mit diesem Verschlußblech verschweißt sind, und' zwar im wesentlichen in der Mitte der Außenkanten der Verschlußplatte und deren Zentrum. Die einander gegenüberliegenden Kanten der Versteifungsbleche sind bei 37 mit den Lagerplatten verschweißt, und zwar in Längszonen und im wesentlichen innerhalb der Außenkanten der Lagerplatten und unter den Lagerzapfen 39 und ko, .

Diese verbesserte Konstruktion des Ventilkegels resultiert nun darin, daß der über die Verstärkungsbleche weitergeleiteteh Be-'

309882/0513

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ■ GERD MÖLLER D. GROGSE 22 351

- bh -

lastung oder Beanspruchung und dem Durchbiegen der Lagerplatten nach außen widerstanden wird durch die kombinierte Dicke der Lagerplatte und des darauf angeordneten Lagerzapfens, die viel stärker ist als bei einer dickeren Platte und einem kleineren Lagerzapfen gemäß Beschreibung und Darstellung in meinem Patent U. S. -Nr. 3. 323.537. Darüber hinaus sind auch die Zapfenlager Ik und 1 => durch die Ringschweißnähte 12 und 13 mit dem Ventilgehäuse verbunden, d.h. mit dem geschweißten Ventilkörper, so daß auch sie die Festigkeit gegen das Nachaußenbiegen der Lagerpiatten 29 und 30 erhöhen. Bei der Konstruktion nach U.S.-Patent Nr, 3·3^3·537 gewährleisten die Lagerzapfen, die im Zentrum der Lagerplatten nur einen kleinen Durchmesser haben, wegen der beträchtlichen Lagerplattenfläche außerhalb der Lagerzapf-en nur eine sehr geringe Festigkeit gegen das Durchbiegen der Lagerplatten.

Ein maßstäbliches Modell des im Rahmen dieser Patentanmeldung dargestellten und beschriebenen Ventilkegels der verbesserten Ausführung wurde dadurch getestet und geprüft, daß auf eine der Verschlui^platten oder auf eines der Verschltiübleches ein Druck zum Einwirken gebracht wurde, und zwar in einer Vertikalrichtung axial zum Ventilkegel, ¥eil diese Ventile bei Verwendung in Hochdruckrohrleitungssystemen einen Normdruck von lkkO p,s«i. entsprechend der ASA-Norm Nr. 600 aushalten müssen, wurde eine Gesamtbelastung von 101 0Ö0 lbs - dies entspricht lkkO p.s.i - aufgegeben,, wobei während der Belastung und nach der Belastung die Vertikaldurchbiegung des Rohres 28 gemessen wurde. Im'oberen Teil des Rohres 28 wurde unter der Belastung eine Durchbiegung von 0.012" gemessen, wohingegen nach Wegnahme •der- Belastung eine Durchbiegung nicht mähr festzustellen war, d. h» den Wert NuI1.angenommen hatte·

30988'2/0513

Jv - bh -

O-iORRQ/ 27.4.1973

Nun wurde die Gesamtbelastung auf 130 000 lbs entsprechend 1650 p.s.i. erhöht, wobei die unter Last gemessene Durchbiegung O.OI6" betrüg, während nach Wegnahme der Belastung eine Durchbiegung von Null gemessen wurde, was ein Anzeichen dafür ist, daß die-Elastizitätsgrenze der Stahlkonstruktion nicht erreicht oder überschritten wurde.

Die Horizontaldurchbiegung des Rohres 28 unter einer Vertikalbelastung von 101 000 lbs wurde auf einer Seite mit 0.011" gemessen, unter der Verεikalbelastung von 130 000 lbs rait O.O12" In beiden Fällen war nach Wegnahme der Belastung keine Durchbiegung mehr zu verzeichnen, d.h_e die Durchbiegung hatte einen Wert Null.

Damit aber ist durch die verbesserte Konstruktion ein neuartiger Ventilkegel mit maximaler Festigkeit und einem Minimum an Gewicht geschaffen worden, der im Vergleich mit einem geschmiedeten- oder einem gegossenen rotierenden Ventilkegel, für den jeweils - mit Ausnahme des Durchflußrohres -= eine im wesentlichen feete Struktur erforderlich ist₉ wirtschaftlich herstellen

309882/0513

Claims

- bh -

Homer John Shafer,

Mansfield. Richland County. Ohio (USA)

Patentansprüche:

Drehkegelventil bestehend aus einem Ventilgehäuse rai,t einander diametral gegenüber auf der Rotationsachse angeordneten Zapfenlagern und mit Durchflußrohren, die zu dieser Achse im rechten Winkel angeordnet sind; aus einem Ventilkegel mit einem zentralen Durchflußrohr, mit einander gegenüber angeordneten Verschlußplatten oder Verschlußblechen sowie mit einander diametral gegenüber angeordneten Lagerplatten unit Lagerzapfen, wobei alle diese Platten in Rechteckanordnung und ira Tangentialstoß um das vorerwähnte zentrale Durchflußrohr angeordnet sind. Dieses Drehkegelventil dadurch gekennzeichnet, daß

die vorerwähnten Lagerzapfen in den vorerwähnten Zapfenlagern drehbar gelagert sind; di^e Außenränder der angeführten Verschlußplatten oder Verschlußbleche und der angeführten Lagerplatten miteinander durch Schweißen verbunden und um das Zentrum des Zentralrohres kugelförmig geformt sind; schließlich Verstärkungsbleche oder Versteifungsbleche tangential zum Rohr und quer über die Ecken zwischen den vorerwähnten Verschlußplatten und den vorerwähnten Lagerplatten derart angeordnet sind, daß ^di· Seitenkanten dieser Verstärkungsbleche oder Verstei- fungsbleche durch Schweißen mit den Verschlußplatten und mit den Lagarplatten verbunden sind, .

309882/0513

- bh -

27.Λ.1973

- A 2 -

is- '

Drehkegelventil nach Anspruch 1„
dadurch gekennzeichnet, daß

die Verstärkungsbleche oder die Versteifungöbleche entlang Längsbereichen unter den vorerwähnten Lagerzapfen mit den Lagerplatten verschweißt sind,

Drehkegelventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

in der Längsachse die Lagerzapfen im wesentlichen so dick sind wie die Lagerplatten; der Durchmesser zumindest dem halben Durchmesser der Lagerplatten entspricht.

Drehkegelventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

in Richtung der Längsachse die Lagerzapfen so dick wie die Lagerplatten sindf der Durchmesser der Lagerzapfen zumindest dem halben Durchmesser der Lagerplatten entspricht.

Rotierender Ventilkegel für ©in Drehkegelventil, bestehend aus einem zentralen Durchflußrohr; aus einander diametral gegenüber angeordneten Versctilußplatten oder Verschluüblechen und aus einander diametral gegenüber angeordneten Lagerplatten, wobei all© di©s@ Platten im Tangentialstoß ringsum das "vorerwähnt© Durchflußrohr angebracht sind. Dieser' rotierende Ventilkegel dadurch gekennzeichnet, daß

die Außenränder dieser Platten ait@iEtamd.er verschweißt" und -um das Zentrum des suvar angerührten Durchflußrohres kugelartig geformt sind? schließlich V@rstärkungsblec!i© · oder Versteifungsblech© tangential subs Rohr und quer über die Ecken.'zwischen d©n Vgrachlußplatten. umd den Lagerplatten angeordnet sindp wob©± d©r©si S©±t©inkaiat©n mit den

09882/0513

- bh - . 27.4.1973

Verschlußplatten und mit den Lagerplatten durch Schweißen verbunden sind.

Rotierender Ventilkegel nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß

zu den Lagerplatten Lagerzapfen gehören; schließlich die Verstärkungsbleche oder die Versteifungsbleche entlang längsgerichteter Bereiche unter den Lagerzapfen mit den Lagerplatten durch Schweißen verbunden sind.

Rotierender Ventilkegel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß

zu den Lagerplatten die äußeren Lagerzapfen gehören; die Dicke der Lagerzapfen in Axialrichtung im wesentlichen gleich der Dicke der Lagerzapfen ist; der Durchmesser der Lagerzapfen im wesentlichen dem halben Durchmesser der Lagerplatten entspricht, der zwischen den Verse hlußp Latten gemessen wird.

Rotierender Ventilkegel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Dicke der Lagerzapfen in Axialrichtung im wesentlichen gleich der Dicke der Lagerplatten ist, und der Durchmesser der Lagerzapfen im wesentlichen dem halben und zwischen den Verschlußplatten gemessenen Durchmesser der Lagerplatten zumindest entspricht.

Rotierender Ventilkegel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß

zu den Lagerplatten äußere Lagerzapfen gehören; die Dicke dieser Lagerzapfen in Axialdichtung im wesnetlichen gleich der Dicke der Lagerplatte!! ist; schließlich die Lagerzapfen einen Durchmesser haben, der ungefähr dreiviertel des Durchmessers.^wischen den Außenflächen der Lagerplatten

309882/051 3

- bh -

27Λ.1973

- A k -

beträgt.

10. Rotierender Ventilkegel nach Anspruch 6_S dadurch gekennzeichnet, daß

in Axialrichtung die Dicke der Lagerzapfen im wesentlichen gleich der Dicke der Lagerplatten ist S schließlich der Durchmesser der Lagerzapfen ungefähr dreiviertel des Durchmessers zwischen den Außenflächen der Lagerplatten · beträgt.

- Ende -

309882/0513