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Ventil Die erfindung betrifft Ventile gemäß des Oberbegriff des Patentanspruches
1. Aufgabe der Erfindung ist es, das Lager des Ventilkörpers einfacher und besser
an der Außenseite des Ventilgehäuses zuverlässig so abzudichten, daß keine nachteilige
wirkung bezüglich der Funktion des Lagers auftritt.
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An typisches Beispiel solcher Ventile, auf die sich die Brfindung
besonders aber nicht ausschließlich bezieht, ist ein Rückschlagklappenventil. Hier
ist die Ventilklappe um eine Achse schwenkbar, die den Durchflußkanal an einem gegebenen
Niveau oberhalb der Kanalmitte schneidet und durch zwei Lagerzapfen bestimmt ist,
die von gegenüberliegenden Seiten durch die Ventilgehäusewand eingeführt werden.
Das Ventilgehäuse hat im allgemeinen die Form eines kurzen, dickwandigen Rohres,
das keine eigenen
Anschlußflanschen aufweist und daher zwischen
zwei zu einer Rohrleitung gehörenden Flanschen eingebeut wird, die von beiden Seiten
her mit sich zwischen den Flanschen erstreckenden Zugbolzen gegen die Enden des
Ventilgehäuses geklemmt werden. Diese Zugbolzen liegen nahe d@@ Umfang der Ventilgehäusewand
in unterschiedlichen Positionen je nach verwendeter Flanschenart.
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Die Folge dieser Montage ist, daß außerhalb der rohrförmigen Gehäusewend
eines derartigen Ventiles keinerlei Platz für Anbzuteile in der Verlängerung der
Drehachse vorhanden ist, die einen festgeschraubten Deckel oder eingeschraubten
Stopfen sowie zugehörig Dichtungen enthalten könnten.
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Salbst wenn es in einzelnen Fällen glückts, Platz für derartige Dichtungsteile
zwischen den obenerwähnten Zugbolzen zu finden, so wäre die Lösung ungünstig und
zwar sowchl vom Standpunkt der Herstellung, da sie in den übrigen Fällen nicht durchführbar
wäre, als auch vom technischen Standp'nt ans, da Jede Dichtung ein Leckagerisiko
darstellt und es im übrigen aus Gründen des Raummangels unmöglich oder zum mindesten
schwierig wäre ein Nachziehen oder ein Augwechseln der dichtungen vorzunehmen.
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Man hat daher versucht, die in der Ventilgehäusewand vorkommenden
Öffnungen dadurch abzudichten, daß man an der
Außenseite auf herkömmliche
eise einen Verschlußstopfen o.dgl. anschweißt. Eine solche Lösung erwies sich jedoch
in der Praxis als undurchführbar und zwar in erster Linie wegen des zu verwendenden
Werkstoffes. Dieser besteht meist aus rostfreiem oder säurefestem Stahl, der stark
dazu neigt sich bein Schweißen zu werfen, besonders dann, wenn er die hier zu verwendenden
Formen hat. Da die Abdichtung an den lagern als letzte Arbeit nach da Zusammenbau
des Ventiles zu erfolgen hat, kann ein "Werfen" des Ventilgehäuses oder sonst eines
wichtigen Bauteilen auf keinen Fall zugelassen werden, weil hierdurch das richtige
Fuktionieren des Ventiles gefährdet oder unmöglich gemacht wird Falls die Dichtungs@nordnung
irgendeine Schweißfuge enthalten soll, muß diese so liegen, daß der Ventilwerkstoff
gegen die Schwekßbitze geschützt ist.
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Ein weiterer Umstand in Zusammenhang mit dem hier vorkommenden Legierungsstahl
ist die offenbare Gefahr durch Scherungskräfte. So geht es nicht an, sich bei der
Abdichtung von Ventilgehäusewänden auf Dichtflächen zu verlassen, die eine Gewindeverbindung
enthalten. Scherkräfte würden ein Ventil undicht machen oder den Ausbau verunmöglichen.
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Das vorstehende Problem einer Ventilgehäusedichtung derart, daß die
Gehäuseöffnungen für die Lagerung der Klappe
bleibend und vollständig
verschlossen werden, daß sie gleichzeitig wenig Raum in Anspruch nimmt, allgemein
anwendbar ist und ohne die Gefahr von Formveränderungen der für das Funktionieren
des Ventil es wichtigen T die angebracht werden kann, wird gemäß der Erfindung durch
die in den AnsprUchen angegebenen ?srkaale gelöst.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen
eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine von der Abflußseite aus gesehene
Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils, Fig. 2 einen Axialschnitt
entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1 Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie
III-III der Fig. 1, und Fig. 4 das Ventil in räumlicher Darstellung.
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Das Ventilgehäuse 1 eines Rückschlagklappenventils ist mit einer im
Ventilgehäuse 1 beweglichen Ventilklappe 2 versehen. Die Zeichnung zeigt die geschlossene
Lage,in der die Klappe 1 an einem ringförmigen Sitz 3 des Gehäuses anliegt. Ans
dieser Lage kann die Klappe 2 durch eine Strömung in der in Fig. 2 durch einen Pfeil
angedeuteten Richtung in die geöffnete Lage gebraoht werden, wobei eine Schwenkbewegung
um eine Achse 4 erfolgt, die parallel zur Ebene des Sitzes 3 auf einem durch die
Öffnungs- und Schließungsfunktion des Ventiles bedingten Niveau des Durchflußkanals
verläuft.
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Die Drehachse 4 der Klappe 2 wird bestimmt durch zwei Lager 5, von
denen jedes einen Lagerzapfen 6 enthielt, der in einen am Klappenrand vorgesehenen
Lageransatz 7 eingreift und von außen durch eine konzentrisch zum Ansatz 7 vorgesehene
Bohrung 8 in der Wand des Ventilgehäuses eingesetzt ist, In dem Rain zwischen den
beiden Ansätzen 7 befindet sich an der Rückseite der Klappe 2 eine Feder 9, die
auf die Klappe 2 ein in Schließrichtung wirkendes Drehmoment ausübt.
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Von ein solchen Rückschlagventil wird u.a. gefordert, daß die Klappe
leicht beweglich sein soll, so daß sie schon bei geringen Druckunterschieden zwischen
Zu- und Abflußseite öffnet bzw. schließt und daß das Ventil in geschlossener
Lage
vollkommen dicht ist. Bs darf dazu gesagt werden, daß die geometrische Form so gewählt
ist, daß am Ende der Schließbewegung keinerlei Verschiebung zwischen den beiden
Dichtflächen stattfindet und die Klappe unmittelbar in den konischen Sitz bis zur
An verschwenkt , auch ohne daß ein Radialspiel in der Klappenlagerung vorgeschen
ist. Damit das Ventil diese Bedingung erfüllen kann, wird gefordert, daß die Lager
mit genauer Passung ausgeftihrt sind, daß die Lagerzapfen 6 gerade und konzentrisch
sind und daß keine geometrischen Fehler im Gehäuse oder an Ventilkörper auftreten,
nachdem der letztere aa den Lagerzapfen aufgehängt worden ist.
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Zur Abdichtung der Lager eines solchen Ventil es nach außen ist das
Ventilgehäuse mit einem Verschluß versehen, der gemäß der Erfindung zwei konzentrische
Ringe 10 und 11 enthält, die gegenüber dem Ventilkörper vorstehen und durch eine
Dichtschweißung 12 an ihrem freien Ende zusammengefügt sind. Der lußere Ring 10,
der einen Teil des Ventilgehäuses 1 darstellt, bildet eine im Vergleich mit der
Werkstoffdicke des Gehäuses sehr dünne Lippe, die beispielsweise dadurch zustandekommt,
daß in einem Ansatz oder einer Rabe 13 eine Ringnut 14 eingedreht wird. Der innere
Ring, der ebenfalls dünn sein soll, bildet einen Teil eines die Lagerbohrung des
Gehäuses verschließenden Abdeckung,
die, wie das Ausführungsbeispiel
zeigt, ein schalenförmiger Verschlußstopfen 15 sein kann. Derselbe wird in den äußeren
Ring 10 eingepaßt, nachdem der Lagerzapfen 6 in der Bohrung 8 montiert worden ist,
deren äußerer Teil zu diesem Zwecke einen größeren Durchmesser aufweist.
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Ein solcher Verschluß beeinträchtigt nicht den innenliegenden Ventilwerkstoff,
da die vorstehenden dünnen Ringe beim Zusammenfügen nicht in dem Maße Wärme aufnehmen
oder weiterleiten, daß Deformierungen verursacht werden könnten. Vorzugsweise wird
die Dichtschweißung 12 durch sogenannte TIG-Schweißung, eine Lichtbogenschweißung
mit einer sich nicht verbrauchenden Wolframelektrode in einer Schutzgas-@tmosphäre
Oder durch ein ähnliches Verfahren, bei den kein sich verbrauchendes Metall zugeführt
werden muß, ausgeführt. Die zugeführte Wärme bleibt minimal, wenn der Lichtbogen
das Material in den beiden lippenförmigen Ringen 10 und 11 leicht zusammenschmilzt.
Drs Ventilgehäuse wird auf diese Weise bleibend nach außen abgedichtet ohne daß
dabei die Lagerung des Ventilkörpers beeinträchtigt wird.
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Ein Einbaubeispiel für das Ventil in eine Rohrleitung zeigt Fig. 2
in strich-punktierten Linien0 An beiden Stirnflächen 16 des Ventils greift ein zur
Rohrleitnng gehöriger
Flansch 18 an. Mit Spannbolzen 19, die sich
parallel zur Ventilgehäusewand erstrecken, werden Ventil und Rohrleitungen zusammengespannt.
Zwischen den Flanschen und den Sternflächen des Ventils liegen übliche Dichtungen.
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Die Lage der Spannbolzen ist abMngig von der verwendeten Flanschform,
die den Teilkreis und auch die Winkellage der Spannbolzen festlegt. Da die Flansche
nicht alle genormt sind, können die Spannbolzen an den verschiedensten Stellen des
Ventils zum Ansatz kommen. Unterschiedliche Lagen von Spannbolzen sind in einem
Quadrant der Fig. 1 angegeben. Es zeigt sich, daß die spannbolzen 19 sehr nahe am
Umfang des Ventilgehäuses vorbeigehen und auch eine Lage erhalten können, in der
sie den Enden der Lagerbohrungen 9 sehr eng benachbart sind. Die Spannbolzen aachen
es daher sehr schwer oder auch unmöglich, an der Außenseite des Ventilgehäuses konventionelle
Abdichtungen vorzusehen.
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Wenn man aber entsprechend dem erfindungsgemäßen Vorschlag vorgeht,
wird kein Teil des beich der Anbringung der Spannbolzen kritischen Raumes eingenommen,
so daß beliebige Flanschformen verwendet werden können und praktisch der gesamte,
die äußeren Stirnflächen 16 umgebende radiale Raum für die Anbringung von Spannbolzen
zur Verfügung steht.
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Um eine Beschädigung der Dichtschweissung durch Stöße oder Schläge
von außen zu vermeiden. wird Vorzugsweise beim
Drehen der Rille
14 der Außenteil der Nabe 13 stehengelassen, so daß deren Außenkante 17 etwas Uber
den Ring 10 hinausragt.
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Anstatt den Verschlußkörper 15 als einen vom Lagerzapfen 6 getrennten
Stopfen auszubilden, was in den meisten Fällen aus Gründen der Werkstoffwahl und
der Montage vorzuziehen ist, kenn man auch wahlweise die beiden genannten Teile
einstückig ausbilden, wobei der Ring 11 dadurch erhalten wird, daß man das Ende
des Lagerzapfens schalenförmig bearbeitet.