DE2346767A1

DE2346767A1 - Regel- und steuerventil fuer stroemende medien

Info

Publication number: DE2346767A1
Application number: DE19732346767
Authority: DE
Inventors: Juan Casals Noguera
Original assignee: Casals Cardona Ind S A
Current assignee: Casals Cardona Ind S A
Priority date: 1973-01-10
Filing date: 1973-09-17
Publication date: 1974-07-18
Also published as: ES410485A1

Description

Regel- und Steuerventil für strömende Medien

Die Erfindung' betrifft ein Regel- und Steuerventil für strömende Meften, insbesondere mit korrodierenden Eigenschaften.

Es sind herkömmlich ausgebildete Regelventile bekannt, die aus Stahl mit Überzügen aus nichtrostendem Stahl oder vollständig aus nichtrostendem Stahl hergestellt und in die Strömungswege von einigen korrodierenden Flüssigkeiten einbaubar sind, die solche Werkstoffe nicht angreifen. Da der nichtrostende Stahl von bestimmten flüssigen chemischen Stoffen angegriffen wird, muß dennoch auf andere Legierungen, wie z.B. Hastelloy, einer hochnickelhaltigeη Legierung, und sogar auf Titan oder auf andere teuere Materialien, wie z.B. Porzellan, Graphit, etc. als Werkstoffe für Ventile zurückgegriffen werden, die für diese Art von Flüssigkeiten geeignet sind. Jedoch sind in diesem Fall die Preise dieser Ventile nahezu unerschwinglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regel- und Steuerventil für strömende Medien zu schaffen, dem die vorgenannten Nachteile nicht anhaften.

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Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die Eigenschaften einiger Kunststoffe, wie z.B. des PVC, des Polypropylens, des glasfaserverstärkten Polyesters, des Tetrafluoräthylens, des Polyäthylens, des Pentons, etc. ausgenutzt, die in großem Umfang korrosionsbeständig sind und in dieser Hinsicht in vielen Fällen auch den widerstandsfähigeren Metallen überlegen sind.

Die der Erfindung gestellte Aufgabe ist mit einem Regel- und Steuerventil für korrodierende strömende Medien gelöst, das erfindungsgemäß vollständig oder teilweise aus Kunststoffen hergestellt ist, deren mechanischen Eigenschaften bei Bedarf mit metallischen Einlagen verbessert sind, die mit den korrodierenden Flüssigkeiten nicht in Berührung stehen. Das Ventil nach der Erfindung erfüllt nicht nur den Hauptzweck der Korrosionsbeständigkeit, sondern weist als weitere Merkmale einen sehr einfachen Aufbau auf, ist für große und kleine Durchflußmengen geeignet und läßt sich in großen und kleinen Serien mit sehr viel niedrigeren Kosten herstellen als die Ventile aus herkömmlichen Werkstoffen, denen es auch hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit überlegen ist.

Das Ventil nach der Erfindung ist daher gegen die Wirkung der genannten Mittel unempfindlich und ermöglicht sowohl eine stetige und exakte RegAung bei linearer und isoprozentualer Arbeitsweise und schneller Öffnung, als auch jede beliebige andere Funktion Durchflußmenge-Öffnungsweite.

Das Ventil nach der Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß die strömenden Medien durch eine Kammer fließen, die von einem Hauptteil und einem Schließdeckel begrenzt ist, welche beide aus Kunstharzen hergestellt sind. Die Kammer ist in zwei Räume unterteilt, welche mit Anschlußöffnungen für den Medieneintritt bzw. Medienaustritt in Verbindung stehen und untereinander durch eine Öffnung verbunden sind, in der ein austauschbarer Sitz angeordnet ist.

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An diesem greift ein aus Kunstharz hergestellter beweglicher Verschlußkörper an, der an einer Stange angebracht ist, welche mit einer Schutzumhüllung aus gleichem Werkstoff versehen ist und durch ein Dichtglied hindurch in die Kammer eindringt. Außerhalb der Kammer ist die Stange an die Stange eines Servomotors angeschlossen, die ihr Bewegungen in axialer Richtung aufdrängt. Die die erwähnte Kammer bildenden feststehenden Bauteile sind an vorderen und hinteren Platten sowie seitlich an Anschlußplatten gehalten, von denen eine in einer Stopfbüchse von der genannten Stange durchdrungen ist.

In einer Ausbildungsform ist das Dichtglied an der Betätigungsstange des Verschlußgliedes von einem Rohrkörper in Gestalt eines Balges gebildet, der aus Kunstharzen hergestellt ist und die Betätigungsstange zwischen dem Verschlußglied und der Stopfbüchse umhüllt.

In einer weiteren Ausbildungsform ist das genannte Dichtglied aus einer Mehrzahl von elastischen Dichtmanschetten zusammengesetzt, welche die mit einem Überzug aus Kunstharzen versehene Betätigungsstange umschlingend zwischen zwei zu dieser konzentrischen Rohrkörpern angeordnet sind.

Bestimmte, aus Kunstharz hergestellte Bauteile des Ventils können metallische Verstärkungseinlagen aufweisen, die mit den strömenden Medien nicht in Berührung stehen.

Die Verbindung zwischen dem Ventil und dem Servomotor ist mit einer starren Koppelungsvorrichtung hergestellt, die die feststehenden außenliegenden Teile dieser Bauteile miteinander verbindet und Bauteile aufweist, mit denen die Betätigungsstange in ihrer Axialverstellung geführt ist.

Die Tragelemente des Ventils können Arme aufweisen, mit denen das Ventil unabhängig von seiner Ausbildungsform oder Verbindung mit den an den Anschlußöffnungen angeschlossenen Leitungen abstützbar ist.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Diametralschnitt, des aus einem Ventil und einem Servomotor gebildeten Aggregates, in der das Dichtglied der das Verschlußglied tragenden Betätigungsstange in zwei Ausbildungsformen dargestellt ist,

Fig. 2 einen Diametralschnitt durch das Ventil nach der Erfindung, dessen bewegliche Betätigungsstange mit einem Dichtglied in Gestalt eines Balges versehen ist,

Fig. 3 eine Fig. 2 ähnliche Ansicht mit einem aus Dichtmanschetten und Führungshülsen zusammengesetzten Dichtglied und

Fig. 4 den unteren Teil der Fig. 1 nach Drehung um 90°.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Ventil 1 ist mit einem Servomotor 2 über eine starre Koppelungsvorrichtung 3 verbunden und setzt sich im wesentlichen aus einem Hauptteil 4 und einem Schließdeckel 5 zusammen, die beide aus Kunstharzen hergestellt sind und eine Kammer begrenzen, welche in zwei Räume unterteilt ist. Diese sind mit einer Einlaßöffnung 6 bzw. mit einer Auslaßöffnung 7 verbunden, an die jeweils eine Rohrverbindung anschließbar ist.

Die genannten Räume der Innenkammer des Ventils 1 stehen miteinander über eine Öffnung in Verbindung, die einen aus Kunstharzen hergestellten austauschbaren ringförmigen Sitz 8 aufweist, an dem ein bewegliches Verschlußglied 9 angreift. Dieses ist ebenfalls aus Kunstharz hergestellt und an einer

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metallischen Stange 10 angebracht, die mit einem Dichtglied 11A oder 11B versehen ist. Die Einführung dieser Stange in das Ventil 1 erfolgt in einer Stopfbüchse 12, welche mit Schrauben 14 an einer Anschlußplatte 13 befestigt ist, die mit einer gegenüberliegenden G-egenplatte 15 mit Durchsteckschrauben 16 verbunden ist.

An Vorder- und Rückseite des Ventils 1 sind Platten 17 bzw. mit Schrauben 19 an der Anschlußplatte 13 befestigt. Durch die unmittelbare Verbindung zwischen den Platten 17 und 18 und der Anschlußplatte 13 sind an den Teilen, in denen der Einlaß 6 und der Auslaß 7 ausgebildet sind, Biegebeanspruchungen infolge des Anschlusses der Leitungsrohre vermieden. Die Anschlußplatte 13 ist von der Koppelungsvorrichtung 3 durch eine Büchse 20 getrennt, welche mit Schrauben 21 befestigt ist. Die Anschlußplatte 13 kann mit Armen 13A (Fig. 4) versehen sein, mit denen das Ventil an außerhalb von ihm liegenden und von ihm unabhängigen Bauteilen, wie z.B. Winkelprofilen, etc., abstützbar ist, die in diesem Fall die auf das Ventil einwirkenden mechanischen Beanspruchungen aufnehmen und es vor Beschädigungen schützen. Zum leichteren Anschließen der erwähnten Rohrverbindungen sind Stehbolzen 22 vorhanden. Zwischen dem Hauptteil 4 und tem Schließdeckel 5 sind elastische Rundschnurringe 23 und 24 angeordnet. Bestimmte, aus Kunstharzen hergestellte Bauteile des Ventils 1 können mit metallischen Verstärkungseinlagen versehen sein, obgleich sie weder Teil der Mittelkammer noch Teil der übrigen Räume bilden, die von den strömenden Medien durchflossen sind.

Außer der mit Kunstharz überzogenen Betätigungsstange 10 und den Durchsteckschrauben 16, welche die Anschlußplatte mit der G-egenplatte 15 verbinden und zur mechanischen Festigkeit des Ventils beitragen, können der Hauptteil 4 und der Schließdeckel 5» die aus Kunstharz hergestellt sind, mit metallischen Einlagen versehen sein, um das Ventil bei Ausführung mit großen Durchmessern und für hohe Drücke zu verstärken.

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Bei der in Fig. 2 dargestellten abgewandelten Ausbildungsform ist das Dichtglied¹11A ein an das Verschlußglied 9 angeschlossener, aus Kunstharzen hergestellter elastischer Balg 34, der die Betätigungsstange 10 im Bereich zwischen dem Verschlußglied und der Stopfbuchse 12 umhüllt. Dieser elastische Balg kann zur Erhöhung seiner mechanischen Festigkeit eine (nicht gezeichnete) Stahldrahteinlage aufweisen.

In einer weiteren Ausbildungsform (Fig. 3) ist das Dichtglied 11B aus einer Mehrzahl von elastischen Dichtmanschetten 35 zusammengesetzt, die zwischen Führungshülsen 36 i^nd 37 angeordnet sind. Diese Dichtmanschetten und Führungshülsen liegen an einer aus Kunstharzen hergestellten Umhüllung 38 an, die an das Verschlußglied 9 mit einem die Betätigungsstange 10 verlängernden Schaft 39 angeschlossen ist. Die Führungshülse 36 kann mit einer Feder 40 belastet sein.

Sowohl bei der Ausbildungsform entsprechend Fig. 3 als auch bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel steht ein Manometer 2OA zur Verfugung, das an einen die Büchse 20 durchsetzenden und in die zwischen dieser und der Anschlußplatte 13 gebildete Innenkammer mündenden Kanal angeschlossen ist. Jedes Versagen oder Bruch des Dichtgliedes 11A oder 11B äußert sich in einer Veränderung des Druckes in dieser Innenkammer, die vom Manometer 2OA festgestellt oder angezeigt wird. Dadurch ist es möglich, die Versagensursache sofort zu beheben und eine vollständige Beschädigung des Ventils zu vermeiden.

Zur Koppelungsvorrichtung 3 gehört ein mit Druckschrauben 46 mit der Büchse 20 fest verbundener Verbindungsbügel 45 mit einer G-leitbüchse 47, die zwischen der Büchse 20 und der Betätigungsstange 10 angeordnet ist und der Führung der Betätigungsstange 10 in ihrer Axialverstellung dient. Die Betätigungsstange 10 ist mit einem Schutz in Gestalt einer Balgumhüllung 48 versehen, die mit Zwingen 49 fest gehalten ist.

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'Δυΐα Servomotor 2 gehören eine Verkleidung 50, ein Gehäuse 51 •nid ein Kopf 52, die mit Schrauben 53 und 54 miteinander ver-1 .nden sind. Zwischen der Verkleidung 50 und dem Gehäuse 51

i.t zwischen Platten 55 eine Membran 56 gehalten, die mit . Iner Betätigungsstange 57 verbunden ist. Die Verkleidung 50, : der eine an Sockeln 59 und 60 abgestützte Rückstell- -,chraubenfeder 58 untergebracht ist, ist am Verbindungsbügel -5 mit Schrauben 61 befestigt. Die Verbindung zwischen den

tätigungsstangen 57 und 10 ist mit Kupplungsscheiben 62 i: rgestellt.

J eine zu große Verstellung der Betätigungsstange 10 und

,-it eine Beschädigung des Verschlußgliedes 9 und des c tees S zu vermeiden, kann zur Begrenzung der Bewegung der "•'L'-rüLrau 56 ein (nicht gezeichneter) Endanschlag vorgesehen ■: in.

⁷V;- Servomotor 2 oder die Antriebsvorrichtung ist gewöhnlich "■iea;aatisnh betätigt, wie im gezeigten Beispiel dargestellt, ¹ r.a bewirkt bei Erhöhung des Luftdruckes je nach Bedarf entveuer die Schließung oder die Öffnung. In anderen Fällen Find pneumatisch betätigte Servomotoren in Kolbenausführung verwendet. Auch ist die Verwendung von elektrisch betätigten servomotoren mit Getriebemotor und Drehmomentbegrenzer möglich. Ir Verbindung mit pneumatisch betätigten Servomotoren ist o:.i selbsttätiges Ausgleichsrelais für die Ventilstellung ν-ο ,"gesehen, das als Stellwerk wirkt.

'~r\c. Arbeitsweise des Ventils nach der Erfindung wird bei 1 r,rachtung der Zeichnungen und aus der vorstehenden Besehreibi..ag seiner Bauteile deutlich. Die von außen über eine (nicht gezeichnete) an eine Öffnung 63 angeschlossene Leitung kommende pneumatische Wirkung verformt die mit der Betätigungsstange verbundene Membran 56. Dadurch wird die Betätigungsstange 57 ir senkrechter Sichtung verstellt und überträgt diese Bewegung ücc-r die Koppelungsvorrichtung 3 auf die Betätigungsstange 10,

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die, mit Führung in der Gleithülse 47, sich ebenfalls in senkrechter Richtung verstellt, bis ihr unteres Ende, das Verschlußglied 9, unter Druck am Sitz 8 zur Anlage kommt und den Durchfluß zwischen dem Einlaß 6 und dem Auslaß 7 unterbricht.

Zum Öffnen des Ventils genügt die Aufhebung der von außen kommenden pneumatischen Wirkung, wodurch die Membran 56 entlastet wird. Die Rückstellfeder 58 führt sodann die Betätigungsstange 57 in ihre Anfangestellung zurück.

Es leuchtet ein, daß die pneumatische Vorrichtung die umgekehrte Wirkung haben kann, d.h.daß die pneumatische Wirkung das Ventil öffnet statt es, wie beim dargestellten und beschriebenen Beispiel, zu schließen.

Bei der in Fig. 2 gezeichneten Ausbildungsform ruft die Schließbewegung der Betätigungsstange 10 das Auseinanderziehen des aus Kunstharzen hergestellten elastischen Balges 34 hervor, so daß die Abdichtung erhalten bleibt und die Betätigungsstange TO rechtzeitig vor der Wirkung der korrodierenden Flüssigkeit geschützt wird.

Bei der Ausbildungsform entsprechend Fig. 3 bewirkt die Verstellung der Betätigungsstange 10, die mit dem von der Umhüllung 38 überzogenen Schaft 39. verlängert ist, ein Zusammendrücken der zwischen den Führungshülsen 36 und 37 angeordneten elastischen Dichtmanschetten 35» welche die Abdichtung zwischen dem Hauptteil 4 und der Umhüllung 38 besorgen.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ventil 1 sind alle der Berüiirung mit den strömenden Medien ausgesetzten Bauteile durch Verformung oder mechanische Bearbeitung aus Kunstharzen wie z.B. PVC, Polypropylen, glasfaserverstärktes Polyester hergestellt, wobei in den Fällen und bei den -Teilen, in denen bzw, für die eine höhere Korrosionsbeständigkeit gefordert ist,

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als Werkstoff Tetrafluoräthylen, Penton, Viton, etc. gewählt ist. Die Wahl des Harz-Typs ist von der vorgesehenen Anwendung des Ventils abhängig, wobei zu berücksichtigen ist, daß die erstgenannten Harze billiger sind, während die an letzter Stelle erwähnten zwar korrosionsbeständiger, aber auch teurer sind. Der Überzug des Verschlußgliedes 9 ist gewöhnlich in Tetrafluoräthylen ausgeführt, und zwar im Hinblick auf die von diesem Bauteil geforderten mechanischen und korrosionsfesten Eigenschaften.

Der Sitz 8 ist austauschbar, da er das Bauteil ist, welches am stärksten Verschleiß ausgesetzt ist. Ein Merkmal des Schließdeckels 5 besteht darin, daß er sich fortnehmen läßt, ohne daß die an die Platten 17 und 18 angeschlossenen Rohrverbindungen gelöst werden müssen. Dies bietet einen interessanten praktischen Vorteil sowohl bei Überprüfungs- oder Reinigungsarbeiten als auch beim Austauschen des Sitzes 8.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäß ausgebildeten Ventils 1

darin liegen in der Einfachheit seines Aufbaus, daß es sich gut in großen oder kleinen Baugrößen herstellen läßt, in der Verwendung von üblichen Werkstoffen, in seiner großen Lebensdauer und in seinem einwandfreien Betriebsverhalten.

/Ansprüche

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Claims

ANSPRÜCHE

Regel- und Steuerventil für strömende Medien, insbe-Meaien

sondere/mit korrodierenden Eigenschaften, mit Medien-Ein- und -Auslässen mit Anschlußvorrichtungen für die Zu- und Ableitungen, sowie mit einer Ventilkammer, die in zwei unmittelbar mit dem Ein- bzw. Auslaß in Verbindung stehende Räume unterteilt ist, welche über eine mit einem verstellbaren Verschlußglied verschließbare Öffnung miteinander verbunden sind, dadurch gekennz e i ohne t, daß die Kammer von einem Hauptteil (4) und einem Schließdeckel (5) begrenzt ist, die beide aus Kunstharz hergestellt sind, und daß die die beiden Räume der Kammer miteinander verbindende Öffnung einen austauschbaren ringförmigen Sitz (8) aus Kunstharz aufweist, an dem das ebenfalls aus Kunstharz hergestellte verstellbare Verschlußglied (9) angreift, welches an einer Betätigungsstange (10) angebracht ist, die mit einem Schutz aus gleichem Material versehen ist, durch ein Dichtglied (11A;11B) hindurch in die Kammer eindringt und außerhalb der Kammer an die Stange (57) eines Servoantriebsmotors (2) angeschlossen ist, mit der sie in axialer Richtung antreibbar ist, wobei die die Kammer bildenden feststehenden Bauteile (4,5) an vorderen und hinteren Platten (17 bzw. 18) sowie seitlich an einer Anschlußplatte (13) im«! an einer Gegenplatte (15) gehalten sind, von denen die Anschlußplatte (13) in einer Stopfbüchse (12) von der Betätigungsstange (10) durchdrungen ist, und wobei alle Elemente des Ventils (1), die mit dem durch das Ventil (1) strömenden Medium in Berührung kommen, gegen die Korrosionswirkungen dieses Mediums unempfindlich oder beständig sind.

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Regel- und Steuerventil nach. Anspruch 1, dadurch r ©kennzeichnet, daß das Dichtglied (11A) an der

Gtätigungsstange (10) des Verschlußgliedes (9) von einem Γ olirkörper in Gestalt eines Balges (34) gebildet ist, der die Betätigungsstange (10) umhüllt, aus Kunstharzen hergestellt ist und sich zwischen dem Verschlußglied (9) und der Stopfbüchse (12) erstreckt.

3. Hegel- und Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtglied (11B) der Betätigungsstange (10) des Verschlußgliedes (9) aus einer L >hrzahl von elastischen Dichtmanschetten (35) zusammenge-

oizt ist, welche die mit einem Überzug (38) aus Kunstharzen ■ssehene Betätigungsstange (10) umschlingend, zwischen zwei

• --hx m Mihrungshülsen (36,37) angeordnet sind.

Regel- und Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch, kennzeichnet, daß bestimmte Bauteile (4,5) -«« Ventils (1) metallische Verstärkungseinlagen aufweisen, mit den strömenden Medien nicht in Berührung kommen.

> Regel- und Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch >-,. kennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem ^Tr:ntil (1) und dem Servoantriebsmotor (2) mit einer starren II.:_;pelungsvorrichtung (3) hergestellt ist, die die feststehen-"TT. außenliegenden Seile dieser Bauteile (1,2) miteinander '■ bindet und Bauteile (47) aufweist, mit denen die Betätigungs-(10) in ihrer Axialverstellung geführt ist.

Eegel- und Steuerventil nach. Anspruch 1, dadurch akennze ichne t, daß die Anschlußplatte (13) ^ Ventils (1) Arme (13A) aufweist, mit denen das Ventil (1) < abhängig von seiner Verbindung mit den an den Anschluß-• ijfnungen (6,7) angeschlossenen Leitungen abstützbar ist.

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