DE2416359A1

DE2416359A1 - Durchgangs- oder mehrwegeventil, insbesondere fuer aggressive medien auf der kunststoffbasis

Info

Publication number: DE2416359A1
Application number: DE2416359A
Authority: DE
Inventors: Fritz Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-04-04
Filing date: 1974-04-04
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE2416359C3; US4027849A; GB1486123A; FR2266834B1; IT1034680B; FR2266834A1; CH585365A5; DE2416359B2

Description

H. J.

Patent-Ing.

Bankkonto: Glrokass. Stuttgart Nr. 2983228
Postscheck: Stuttgart 43333

7 Stuttgart-S StHnnburgstr.i (Hochkau·) Τ·Μοπ 246522

Anmelder: Fritz Müller

7119 öriesbach
Beim Bahnhof

3. April 1974

Akte 10

Durchgangs- oder Mehrwegeventil, insbesondere für aggressive Medien auf der Kunststoffbasis

Die Erfindung betrifft ein Durchgangs- oder Mehrwegeventil mit Magnet-, Servomittel- oder Handauslösung, insbesondere zum Steuern von aggressiven Medien, dessen Antriebsraum vom Servomittelraum mit dem oder den Verschlußgliedern abgedichtet·ist unter weitgehender Verwendung von Kunststoffen, so daß keinerlei Metalloberflächen mit dem zu steuernden Medien in Berührung kommen.

Es sind solche Ventile bekannt, insbesondere mit Magnet-

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antrieb, bei denen eine Art schwenkbarer Klappanker vorgesehen ist, dessen eines Ende mittels einer balgartigen Membran den Servomittelraum einerseits und den Magnetraum andererseits trennt. Bei solchen Ventilen zeigt es sich, daß das Verschlußstück nicht axial fahrbar auf den Ventilsitz aufliegt und daß die Magnet- oder andere Ausbildung des Antriebes für die Betätigung verwickelt oder mit entsprechenden Leistungsverlusten verbunden ist.

-3>ie vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein Ventil zu schaffen, und zwar in Durchgangs- oder in Mehrwegeausführung, das durch einfache Umrüstung auch als servogesteuertes Ventil, d. h. mit einem Servohilfsmittel fremdgesteuertes Ventil ausführbar ist, ohne zusätzlichen Bauaufwand und bei dem eine einwandfreie Trennung der Eäume für das zu steuernde Medium einerseits und für die Räume für die Unterbringung der Betätigungsorgane andererseits möglich ist bei Durchführung einer einwandfreien axialen Bewegung des Verschlußstückes.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Betätigungsglied für das Verschlußstück als Winkelhebel ausgebildet und sein Drehpunkt seitlich außerhalb des Servomittelraumes angeordnet ist, daß sein eines freies Ende annähernd senkrecht zur Ventillängsachse durch eine Öffnung in dem Servomittelraum hineinragt und einen über- gestreiften Balg aus einem entsprechenden Kunststoff trägt,

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der an seinem freien Ende die Durchgangsöffnung im Bereich des Drehpunktes des Hebelendes abdichtet, wobei das freie Hebelende gelenkartig in ein axial im Gehäuse gegenüber dem oder den Yentilsitz(en) geführtes Verschlußstück eingreift und daß.das im normalen Medium verbleibende und annähernd parallel zur Ventilachse seitlich am Gehäuse verlaufende weitere Winkelhebelende mit dem Antfiebsteil im Ventilgehäuse verbunden ist. Die jeweils verwendeten Antriebsmittel, entweder Handantrieb, Hagnetantrieb oder Servomittelantrieb, sind dabei so ausgebildet, dag ihre Bewegungsrichtung senkrecht zur Ventilachse verläuft, so daß oberhalb des Ventilkörpers mit dem Verschlußstück ein Saum verbleibt, der in einfacher Weise die Auswechselung der jeweils gewünschten Antriebsart durch seitliches Ein- oder Herausschieben ermöglicht. Dieser Ventilaufbau ergibt eine wesentlich einfachere und übersichtlichere lagerhaltung, da solche Ventile mit wenigen Handgriffen auf die eine oder andere Antriebsart umgerüstet v/erden können, ohne daß die übrigen Ventilteile dabei in Mitleidenschaft oder mit ausgewechselt werden müssen.

Weiterhin hat die Ventilausführung den Vorteil', daß bereits im Bereich des Drehpunktes des Winkelhebels die Abdichtung der Durchdringung des einen Winkelhebelendes in den Mediumraun mittels des Balges erfolgt und daß im ' ' Bereich des Drehpunktes geringe Wege vorliegen, die· die

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Abdichtung beanspruchen. Die Abdichtung kann also beispielsweise aus einem plastisch sehr widerstandsfähigem Kunststoffmaterial, beispielsweise das unter dem Warenzeichennamen bekannte Teflon bestehen und bei sehr hohen Drücken kann diese Abdichtung noch sich unmittelbar außen im Ventilgehäuse auf entsprechenden Führungsteilen, beispielsweise Inigelkalottenartigen Teilen, auf dem Winkelheb el ende -mit abstützen, ggf. unter Zwischenfügung elastischer Zwischenteile. Diese Ausbildung der Abdichtung hat den besonderen Torzug, daß sie sehr hohen Drücken gewachsen ist und daß man das Yentil auch ohne wesentliche Umänderung nur durch Auswechselung des Yerschlußstückes und des Hilfsventil es, das dann auf das freie Winkelhebelende aufgeschoben wird, mit einem Fremdmittel vorgesteuerten Yentil umrüsten kann. Das Yerschlußstück erhält dann lediglich eine entsprechende Membranabdichtung und auch hier ist die axiale Führung des Yerschlußstückes und des Hilfsventiles gewährleistet.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Zeichnung und der Beschreibung.

Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigfrn mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung, und zwar

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!"ig. 1 einen Schnitt durch ein einfaches Durchgangsventil,

Pig. 2 einen Schnitt durch ein mit Hilfsservomittel gesteuerten Durchgangsventil und

Fig. 3 eine entsprechende Lagerung des Winkelhebels ■im Schnitt,

Pig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein mit einem Fremdmittel angetriebenen Durchgangsventil,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch das Betätigungsgehäuse in Aufsicht und

Fig. 6 die Seitenansicht.

aus In dem Ventilgehäuse 1, das/einem Oberteil und einem

Unterteil 2, vorzugsweise zusammengesetzt ist und aus einem entsprechenden Kunststoff besteht, ist axial geführt das Verschlußstück 5 mit dem Ventilkörper 4 angeordnet. Seitlich am Ventilgehäuse ist ein Winkelhebel 5 bei 6 drehbar gelagert und zwar in der Form, daß der La&erpunkt außerhalb des Servomittelraumes 7 des Ventilgehäuses liegt und das freie Ende 8 des Winkelhebels ist in eine Ausnehmung 9 des Ventilkörpers 4 eingeschoben und trägt auf seinem Außenumfang einen elastischen Ring, der unmittelbar oder mittelbar ausf dem auf das Hebelende aufgestreiften Balg 10 aufgesetzt ist. Der Balg selbst ist membranartig an seinem freien Ende im Gehäuse bei 11 befestigt und weist noch eine: zusätzliche- Abstützung 12 auf, die mit dem Winkelhebel abschließt. Auf diese Weise ist der Servomittelraum,

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der die aggressiven Medien steuert, von den Außenräumen abgetrennt und das andere Hebelende 13 ist mit dem jeweils gewünschten Antrieb_ verbunden. Auf diese Weise wird die' Bewegung des einen Winkelhebelendes 8, die zunächst eine Schwenkbewegung ist, umgesetzt in eine axiale Bewegung des Ventilkörpers 4 und damit v/erden gleichmäßige Hübe und Öffnungswege an Verschlußstück sichergestellt. Es können auf diese Weise auch entsprechende Übersetzungsverhältnisse eingeführt werden.

Durch die Ausbildung des Ventilgehäuses 1 in einen unteren Raum für das zi/steuernde Medium einerseits und durch diese Möglichkeit der Vorsehung eines weiteren Saumes 7' auf dem oberen Gehäuseteil ist es möglich, die Antriebsarten, die für das Ventil gewünscht werden, in diesem Raum 7' entsprechend unterzubringen und leicht auszuwechseln, da der übrige Winkelhebelteil mit seinen verschiedenen Einstellmöglichkeiten, und zwar der Winkelhebelteil 13, nicht damit in Berührung zu kommen braucht. Der Winkelhebel 13 endet in einer Fahne oder einem anderen Anzeigeteil, wobei das äußere Abdeckteilgehäuse 15 ein entsprechendes Sichtfenster 13 trägt. Durch diese Maßnahmen kann die jeweilige Schaltstellung des Ventiles überwacht und ggf. eingegriffen werden. Schließlich kann von hier aus auch " entsprechende End- oder sonstige Schalter in G-_ang gesetzt werden. Durch die abnehmbare Kappe 17 ist

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es möglicli, außer der Rückstellfeder 18 einen Einstellstift 19 auf dem Winkelliebelende mit einer entsprechenden Sicherungsmutter axial -verschiebbar einzustellen gegenüber dem Antrieb. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um den Stift 20, der von dem ϊ-förmigen Anker 21 des Wechselstrommagneten 22 betätigt wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, einen Gleichstrommagneten vorzusehen oder auch andere Antriebsarten. Durch diese Einstellung wird erreicht, daß der Jeweilige Hub, der am Verschlußstück zur Wirkung kommen soll, vorher festlegbar ist. Der Saum 24 zwischen der Abdichtung 23 und dem Ventilkörper 4 am Ende des Winkelhebels kann als Dämpfungskammer Verwendung finden, da dieser Raum sich entsprechend den Bewegungsabläufen in seinem Volumen ändert. Es ist auch möglich, entsprechende Rückschlagventile vorzusehen. Die Dämpfung kannfin Öffnungs- oder in Schließrichtung ausgebildet sein.

Im Ausführungsbeispiel der Pig. 2 ist im wesentlichen das gleiche Ventil gezeichnet, nur ist in diesem Ausführungsbeispiel am freien Winkelhebelende über den Ringwulst das im Ventilkörper 4 angeordnete Hilfsventil 25 vorgesehen, das über das Winkelhebelende 8 im Ventilkörper 4 angehoben oder geschlossen werden kann. Diese Ausbildung ist wichtig für ein mit /einem Fremdmedium gesteuertes Durchgangsventil, wobei der Ventilkörper 4 dann mittels

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einer Membran 26 yon dem Druckmittelraum 27 getrennt ist. Diese Membran kann vorzugsweise aus einem sehr hoehplastischen Werkstoff, beispielsweise dem unter dem Warenzeichennamen Teflon bekannten Werkstoff bestehen, ist dann aber bei normaler fester Einspannung in ihrem Bewegungsablauf begrenzt oder nicht immer voll einsatzfähig im Öffnungsund im Schließbereich. Es hat sich herausgestellt, daß es zweckmäßig ist, eine solche Membran aus einem Kunststoff, der sich nicht mit den übrigen Kunststoffen des Ventilkörpers und des Yentilgehäuses verbindet - und dies ist der im wesentlichen unter dem Warenzeichennamen bekannte Kunststoff Teflon - unmittelbar in die Einspannräume in Form von ringförmigen und mit kreisförmigen Querschnitten versehenen Nuten einzuspritzen. Durch die dabei nicht vorhandene feste Verbindung dieser -Kunststoffe entsteht eine Art Drehgelenk der Membran bei absolut dichter Lagerung. Die Membran läßt sich trotz ihrer hohen Steifigkeit einwandfrei bewegen auf Grund dieser Einspannmethode.

In der Pig. ist noch eine Weiterbildung der Abdichtung des Balges 10 auf dem Winkelhebelende 8 gezeigt, wobei sich zwischen Balg und Winkelhebel ein kugelkalottenartiger Ansatz 28 befindet, auf dem sich ein mehr oder weniger elastisches Zwischenglied 29 abstützt, das wiederum die Abstützung für den im Gehäusebereich abgedichteten und umgestülpten Balg 10 übernimmt.

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In der Pig. ist schließlich noch das Ventilgehäuse gezeigt mit einem Antrieb, der ja auswechselbar, und zwar austauschbar gegenüber den in den Pig. I und 2 verwendeten Magnetantrieben eingesetzt ist. Es handelt sich hierbei um einen sogenannten Servomittelantrieb 30, der durch seitliches Einschieben anstelle des Magneten jetzt gegenüber dem einstellbaren Stift 19 am Winkelhebelende zur Wirkung kommt. Der auf dem Gehäuseteil aufgestülpte membranartige Balg wird bei 31 durch Anschluß an das entsprechende -Druckmittel axial gegen den Stift 19 aufgebläht und wieder entspannt. Damit ist eine Betätigung des Ventiles und des Winkelhebels ohne weiteres möglich und durch einfachen Austausch der Antriebsarten nach Pig. I und 2 bzw. eines einfachen Handantriebes kann das Ventil ohne Änderung seines Grundaufbaues für verschiedene Antriebsarten umgerüstet werden. Die Lagerhaltung und die Überwachung ist wesentlich einfacher.

In Pig. 5 ist noch in Aufsicht gezeigt, daß ein am Winkelhebel vorgesehener umgebogener Ansatz 32 mit einer Handverstelleinrichtung 33, die gemäß Pig. 6 in einen Handhebel 34 mit einem Griffteil übergehen kann, so in Wirkverbindung gebracht wird, daß der Betätigungsweg des Winkelhebels blockiert ist bzw. daß der Winkelhebel in die Öffnungs- oder Schließstellung des Ventilkörpers gebracht werden kann, so daß das Ventil auch in dieser Richtung

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einen zusätzlichen Handeingriff aufweist. '

Durch die Wahl eines Winkelhebels und seiner Anordnung des Drehpunktes seitlich am "Ventilgehäuse in einem gesonderten nicht dargestellten Lsgeransatz ist es ferner möglich, die Kappe 35 unabhängig abzunehmen und die Abdichtung des Hebelendes im Bereich des Drehpunktes 6 in Sichtung des Mediumraumes 7 erstmals von außen zu überwachen, ohne das Ventil und seinen Antrieb darüber zu beeinfltissen. Die Abdichtung kann z. B. durch Verstellen des Eingteiles 36 ein- und nachgestellt werden.

Patentansprüche:

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Claims

H. J. Hüller, 7119 Criesbach Akte 10 Stifeenburgstr. l Tel. 246522 Pat entansprüche

1. 'Durchgangs- oder Kehrwegeventil mit Hagnet-, Servomittel-,

oder Handauslösung, insbesondere zum Steuern von aggressiven Medien durch Kunststoffaufbau, dessen Antriebsraum vom Servomittelraum mit dem oder den Verschlußstücken abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das BetLltigungsglied für das Yerschlußstück(en) als \iinkelhe"bel ausgebildet und sein Drehpunkt seitlich außerhalb des Servomittelraumes angeordnet ist, daß sein eines freies Ende annähernd senkrecht zur Yentillängsachse durch eine Öffnung in den Servomittelraum hineinragt und einen übergestreiften elastischen Balg aus einem entsprechenden Kunststoff trägt, der an seinem freien Ende die Durchgangsöffiiung im Bereich des Drehpunktes des Hebelendes abdichtet, wobei das freie Hebelende gelenkartig in ein axial im Gehäuse gegenüber einem oder gegenüber dem oder den Ventilsitz(en) geführtes Yerschlußstück eingreift und daß das im normalen Hedium verbleibende und annähernd parallel zur Ventilachse

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seitlich am Gehäuse verlaufende weitere Winkelhebelende mit dem Antriebsteil im Ventilgehäuse verbunden ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das mit dem Antriebsteil in Verbindung stehende Ende des Winkelhebels mittels einem von außen einstellbaren Stift gegenüber dem Antriebsteil zur Hubbegrenzung des Verschlußstückes einstellbar abstützt.

3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens teilweise außen am Gehäuse verlaufende Hebelende mittels einer Kappe abgedeckt ist, die ein Fenster im Bereich des Hebelendes aufweist, in das eine entsprechende Markierung oder Fahne als Stellungsanzeige sichtbar ist.

4. Ventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe Handverstellglieder trägt, die in die . Bewegungsbahn des Winkelhebels eingreifen.

5. Ventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgedichtete Ventilraum im Gehäuse völlig unabhängig von dem darüberliegenden Betätigungsraum ausgebildet ist und daß die Betätigungsglieder (Mahnet, Handantrieb, Servomotor) in ihrer Arbeitsweise senkrecht zur Ventilachse angeordnet und seitlich auswechselbar sind,

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6. Ventil nach, einem der vorangehenden Ansprüche mit

Servomittelvorsteuerung durch ein Hilfsventil, dadurch gekennzdehnet, daß das Winkelhebelende das Hilfsventil trägt und unmittelbar gelenkartig betätigt, das seinerseits axial verschiebbar im Ventilkörper angeordnet ist und daß das Winkelhebelende eine seitliche Öffnung im Ventilkörper durchgreift und daß das Verschlußstück mittels Membran gegenüber dem Servomitteldruckraum abgetrennt ist.

7. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß das Ende des Winkelhebels abgedichtet im Ventilkörper schwenkbar so gelagert ist, daß dieser sich bei Schaltbewegungen ändernde Raum als Dämpfungskammer dient.

8. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohen Betriebsdrücken der auf das Winkelhebelende aufgestülpte Balg sich gegenüber einem zusätzlichen kugelkalottenartigen Teil unmittelbar oder mittelbar über einen komprimierbaren Teil abstützt, wobei das kugelkalottenartige Teil im Bereich des Drehpunktes auf dem Hebelende sitzt.

9. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als Abdichtung zwischen Ventilkörper und Servo-

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mitteldruckraum aus einem sich nicht mit dem Kunststoff des Yentilgehäuses und dem Ventilkörper verbindenden Kunststoff (Teflon) besteht, und daß die Membran zur Bildung ihrer abgerundeten Ränder in die entsprechende •Rundung des Gehäuses und Ventilkörpers eingespritzt ist zur Bildung abgedichteter und drehbarer Ränder bei hohen Druckbelastungen.

10. Ventil nach einem der vorangehenden Ansprüche mit zusätzlichem Handeingriff, dadurch gekennzeichnet, daß am mit dem Antrieb verbundenen Winkelhebelende ein Ansatz abgekröpft vorgesehen ist, gegen den von außen ein einstellbarer Anschlag zur Anlage kommt.

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