DE2355773C3 - Ventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Aus der DT-PS 1141 500 ist ein Ventil der eingangs genannten Ar; bekannt, bei dem ein starres Ventilverschlußstück mit einer Schließfläche an einer ringförmigen Sitzfläche des Ventiigehäuses aniiegt. Eine elastische über den Außenumfang des Verschlußstückes überstehende Ringplatte bildet eine weitere Schließfläche, die mit einer axial versetzten ringförmigen Sitzfläche zusammenwirkt. Bei der Schließbewegung des Verschlußstückes wird dieses zunächst gedreht und dann in axialer Richtung bewegt. Hierbei gelangt zunächst die elastische Ringplatte an ihrer zugeordneten Sitzfläche zum Anschlag, und die Bewegung des Verschlußstückes wird schließlich durch Anschlag desselben an der weiteren Sitzfläche beendet. Der elastische Sitz liegt — in Scnließrichtung betrachtet — hinter dem starren Sitz. Die Fließrichtung des Mediums ist so gerichtet, daß die Schließwirkung des Verschlußstückes unterstützt wird. Bei diesem bekannten Ventil sind große Kräfte zur öffnung erforderlich. Für Regulierzwecke ist ein solches Ventil ungeeignet. f>5

Ein spezielles Ventil ist durch die DT-OS 16 75 549 und die US-PS 34 94 589 sowie 37 49 358 bekanntgeworden. Bei diesem Ventilen ist ein Ventilverschlußstück um eine zur Ventilgehäuseachse quergerichteten und zu dieser versetzt angeordneten Achse schwenkbar angeordnet. Das Verschlußstück weist ebenfalls einen Schließteil mit sphärischer Fläche auf, mit welcher er an einer entsprechenden Sitzfläche im Ventilgehäuse zur Anlage gelangt. Das Schließteil des Verschlußstückes ist über einen elastischen Arm an der genannten quergerichteten Achse gelagert. Der elastische Arm gestattet einen Toleranzausgleich zwischen dem Ventilsitz und dem Verschlußstück und, dadurch bedingt, eine allzeit gute Schüeßfunktion des Ventils. Als nachteilig hat sich bei diesem bekannten Regelventil der elastische Arm des Verschlußstückes insofern erwiesen, als diese Elastizität nur durch eine Schwächungsstelle erzielt werden kann, die bei häufigem Arbeitsspiel die Gefahr einer Bruchstelle in sich birgt. Ein weiterer schwerwiegender Nachteil ist darin zu sehen, daß der Mediumsdruck der Dichtwirkung des elastischen Armes entgegenwirkt, und das Verschlußstück vom Ventilsitz wegdrücken kann.

Es ist andererseits aus der DT-OS 16 75 412 und dem Gbm 7111 534 bei Kugelventilen bekannt, den Ventilsitz elastisch auszubilden. Zu diesem Zweck ist bei dem Gbm 71 1! 534 der Sitzring des Ventils auf einem Federrohr in axialer Richtung nachgiebig gelagert. Bei der OS 16 75 412 wird der Ventilsitz selbst durch eine ringförmige Membran gebildet. Es ist iedoch die Eigenschaft von Kugelventilen, daß das kugelförmige Ventilverschlußstück immer an dem Ventilsitz anliegend gehalten wird. Andererseits erfolgt die Schwenkbewegung der Kugel um eine Achse, die quer zur Ventilgehäuseachse gerichtet ist, und diese schneidet. Auf diese Weise ergibt sich keine in Richtung der Ventilgehäuseachse erfolgende Bewegung des Ventilverschlußstückes. Anders liegen die Verhältnisse bei Ventilen der eingangs genannten Art, wo infolge des an Scharnieren gelagerten Verschlußstückes bzw. der versetzt angeordneten Achse des Ventilverschlußstükkes ein Drehen desselben zusätzlich eine Zustellbewegung in axialer Richtung auf dem Ventilsitz zur Folge hat.

Schließlich sind aus der FR-PS 20 06 435 und aus der GB-PS 8 42 105 ein axial verschiebbarer Ventilsitz bzw. eine elastische Dichtungslippe bekannt, die bei einer Verschiebung durch das Ventilverschlußstück an einem festen Anschlag zur Anlage gelangen. In beiden Fällen wird jedoch das Verschlußstück von dem strömenden Medium in Schließrichtung beaufschlagt, so daß eine Verwendung dieser Anordnung für Regulierzwecke kaum in Frage kommt. Bei entgegengesetzter Strömungsrichtung des Mediums würde der Mediumsdruck öffnend auf das geschlossene Ventil einwirken.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventil anzugeben, bei dem das Ventilverschlußstück von dem zu regelnden Medium in einem ihn öffnenden Sinne angeströmt wird, wobei bei steigendem Druck die Dichtigkeit zwischen Verschlußstück und Ventilsitz verbessert wird und zusätzlich ein Toleran?ausgleich für das Zusammenspiel von Verschlußstilck un;i Sitzring gegeben ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig.! einen Axialschnitt durch das Ventil gemäß der

Erfindung,

F i g. 2 einen entsprechenden Querschnitt.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist in einem im wesentlichen rohrförmigen Ventilgehäuse 1 ein Ventilverschlußstück 2 um eine Welle 3 schwenkbar gelagert. DIs Achse der Welle 3 durchstößt die axiale Schnittfläche des Ventilgehäuses 1 senkrecht und ist um einen Betrag X gegenüber der Längsachse des rohrförmigen Ventilgehäuses 1 versetzt. Das Verschlußstück 2 weist eine Dichtungsfläche 4 in Form eines Kugelabschnittes oder einer Kugelzone auf. Zwei Arme 5 verbinden die Dichtungsfläche 4 mit zwei Naben 6, die über wenigstens eine Paßfeder 7 formschlüssig mit der Antriebswelle 3 verbunden sind. Die Antriebswelle 3 ist einerseits in einer Sackbohrung 8 im Ventilgehäuse 1 und andererseits in einer in das Ventilgehäuse I eingesetzten Lagerbuchse 9 gelagert. Ein in die Lagerbuchse 9 eingesetzter O-Ring JO dient der Abdichtung des Ventilgehäuses. Mit dem aus der Lagerbuchse 9 herausragenden Teil der Antriebswelle 3 ist ein Hebelarm 11 mittels eines Federkeiles 12 befestigt. Die Betätigung des Hebelarmes U und somit des Ventilverschlußstückes 2 kann beispielsweise über einen pneumatischen Kolbenantrieb erfolgen.

Vom einen Ende her ist das rohrförmige Ventilgehäuse 1 ein Gewindering 13 eingeschraubt. Der Gewindering 13 klemmt zwischen seiner Schulter 14 und einer Ringfläche 15 im Ventilgehäuse 1 eine Ringmerrr ran 16 ein, die den Ventilsitz bildet. Die Ringmembran Ib weist eine im Querschnitt im wesentlichen topfförmige Gestalt auf und besitzt an ihrem Innendurchmesser zwei sich in axial entgegengesetzter Richtung erstreckende Lippen 17 bzw. 18. Die erste Lippe 17 ist der Dichtungsfläche 4 des Verschlußstückes 2 benachbart und der Dichtungsfläche 4 entsprechend angeschliffen. Die zweite Lippe 18 ist als kammförmiger Ringsteg ausgebildet, der bei Auslenkung der Ringmembran 16 durch das Verschlußstück 2 auf einer Ringschulter 19 des Gewinderinges 13 zur Anlage gelangt. Durch die kaminförmige Ausbildung dieser zweiten Lippe 18 wird gewährleistet, daß auch bei auf der Ringschulter 19 anliegender Lippe der Mediumsdmck auf die Ringmembran 16 in schließendem Sinne einwirken kann.

Mit Vorteil wird der Innendurchmesser d des Gewinderinges 13 kleiner als der Innendurchmesser D des Ventilsitzes 16 gewählt, um die Dichtphase des Ventilsitzes gegen Erosion zu schützen.

In Fig. 1 ist das Ventilverschlußstück mit seinem zugehörigen Antriebmechanismus in der Offenstellung strichpunktiert dargestellt, während in der Schließstellung die Linien voll ausgezogen sind. Wird das Verschlußstück 2 aus der Offenstellung in die Schiießposition bewegt, so berührt zunächst die Kugelzonenfläche dss Verschlußstückes 2 die Sitzphase des Ventilsitzes 16 nur teilweise, bedingt durch Herstelltoleranzen und damit verursachte geometrische Abweichungen. Wird das Verschlußstück 2 dann weiter in Schließrichtung bewegt,so legt sich die Sitzphase des membranföimigen Ventilsitzes 16 völlig an die Kugelzone der Dichtungsfläche 4 an und schließt dicht gegen das zu sperrende Medium. Die elastische Verformung des membranförmigen Ventilsitzes 16 wird durch die Ringschulter 19 des Gewinderinges 13 begrenzt. Beide Maßnahmen bewirken, daß die Dichtlippe 17 der Ringmembran 16 nur um ein vorgegebenes Maß Y in axialer Richtung bewegt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ventil, insbesondere Regulierventil, mit einem in einem rohrförmigen Gehäuse mit Hilfe einer senkrecht zur Gehäuseachse und versetzt gegenüber dieser angeordneten Betätigungswelle schwenkbaren und bei der Schließbewegung gegen die Strömungsrichtung an einen Ventilsitz preßbaren, scheibenförmigen Ventilverschlußstück mit sphärisch gekrümmter Dichtungsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitzring (16) in an sich bekannter Weise als beim Schüeßvorgang elastisch nachgiebige Balgmembran ausgebildet ist, daß als Anschlag zur Begrenzung der axialen Ausweichbewegung des Sitzringes ein Gewindering (13) vorgesehen ist und daß ein Ringraum zwischen Sitzring und Gewindering in der Schließstellung des Ventils über öffnungen (18) mit dem Druck des Mediums auf der Zuflußseite beaufschlagbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindering (13) mit einer Ringschulter (19) den starren Anschlag für den axial ausgelenkten Ventilsitz (16) bildet.

3. Ventil nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d)des Gewinderinges (13) kleiner als der Innendurchmesser (D) des Ventilsitzes (16) ist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der membranförmige Ventilsitz (16) eine im Querschnitt im wesentlichen topfförmige Gestalt aufweist, und daß seine Berührungsfläche mit dem Ventilverschlußstück (2) durch eine erste, axial gerichtete Lippe (17) und seine Berührungsfläche mit dem Gewindering (13) durch eine sich in entgegengesetzter Richtung erstreckende zweite Lippe (18) gebildet wird.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lippe (18) kammförmig ausgebildet ist.

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