DE2553155A1

DE2553155A1 - Drehkegelventil

Info

Publication number: DE2553155A1
Application number: DE19752553155
Authority: DE
Inventors: Hans D Baumann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-21
Filing date: 1975-11-26
Publication date: 1976-09-02
Also published as: DE2553155C2; US3937441A

Description

Drehkegelvent ti

Die Erfindung betrifft ein Drehkegelventil mit einem im Ventilgehaeuse aufgenommenen scheibenfoermigen Sitzring und einem Ventilkegel, dessen Schllesstueck als Kugelkalotte ausgebildet ist, und der zum Oeffnen und Schliessen mittels zwei zur Laengsachse des Sitzringes verlaufenden Wellenenden drehbar ist. Ein solches Ventil kann als Stellglied in Regelsystemen zum Regeln von Druck, Temperatur oder Durchflussmenge eingesetzt werden.

Bei bekannten Drehkegelventilen oder Kugelhaehnen dieser Art bestehen Schwierigkeiten in der Herstellung. So braucht man zum Beispiel Spezialmaschinen, um die engen Toleranzen fuer die Kugeln der Kugelhaehne bei der Bearbeitung einzuhalten. Es ist ferner notwendig die Gehaeuse zu teilen, um die Kugeln oder Drehkegel bei der Montage in das Innere des Gehaeuses elnzufuehren. Diese Teilung ist mit erhoehten Herstellungskosten verbunden. Weiterhin entsteht bei den Ventilen bekannter Art in der teilweisen Offenstellung ein starkes Drehmoment, was durch den Antrieb abgefangen werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Drehkegelventil so auszubilden, dass die genannten Schwierigkeiten vermieden werden· Eine besonders wichtige Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass der Drehkegel zwei Wellenenden hat, die innerhalb von Fuehrungebuechsen in einem auswechselbaren Einsatzstück gelagert sind, das mit einer zentralen, den Drehkegel enthaltenden Laengsbohrung versehen ist. Die die Fuehrungsbuechsen enthaltenden Quer* bohrungen des Einsatzstueckes haben vertikale Schlitze, die wohl die Entfernung der Wellenenden nicht aber das Herausnehmen der Fuehrungsbüchsen selbst gestatten. Die wesentlichen Teile eines so auegestatteten Ventil· sind leicht auswechselbar.

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Zwar ist ein Regelventil mit einem auswechselbaren Einsatz a, jedoch nur mit loser, durch die Kegelnabe fuehrender einteiligen Welle, mit der uebllohen Beschraenkung der Durchflusskapazitaet bedingt durch die massive, in der Durchstromoeffnung liegenden Kegelnabe (DT - OS 2427945).

Das ee Ventil stellt ferner hohe Anforderungen an den Stellantrieb, da die druckbeaufschlagte Ventilkegeloberflaeche ueber die Kegelexzentrizitaet ein starkes Drehmoment erzeugt. Zur Loesung dieses Problems ist gemaess der Erfindung vorgesehen, dass einmal die Kegelachse in der Schilesstellung mit der Wellenachse uebereInstimmt, d.h. keine Exzentrlzltaet des Kegels besteht und zum anderen, dass die Kegelnabe so ausgebildet ist, dass sie im Profil dem einer herkoemmllchen Klappenscheibe gleicht und dadurch auch sehnliche Aufgaben erfuellen kann. Da Klappenscheiben bekanntlich unter dem Einfluss der Stroemungsdynamik ein Drehmoment zur Schi less teilung hin aufweisen, kann dieses Drehmoment einer nachgeschalteten Klappenscheibe ausgenutzt werden, um dem dynamischen Drehmoment in Richtung "oeffnet" am Kegel selbst entgegenzuwirken. Fernerhin ergibt das klappenscheibenartige Nabenprofil ein hohes Widerstandsmoment um Biegungskraeften gegenzuwirken, ohne dass durch unnoetige Verdickung das Durch« stroemprofll in der Ventiloffeneteilung verkleinert wird.

Let*tiich iteht der Erfindung die Aufgabe zu, unnoetige, Kavitation hervorrufende Druekrueckgewinnung innerhalb des Ventils beim Drossel Vorgang zu vermelden. Solche Druekrueckgewinnung wird durch das in Serie wirkende Drossel verhalten von Kegel und der klappenscheibenartlgen Nabe entgegengewirkt.

Die Erfindung 1st im Folgenden an Hand sehe*atieeher Zeichnungen an einem Ausfuehrungsbeisptel alt weiteren Einzelheiten naeher erlaeutert.

Et seigern

Flg. 1 einen Laengsschnitt einer AusfuehrungArm ein·· erfindungs« gemaetsen Drehkegelventilsι

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Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 11 Fig. 3 eine getrennte Seitenansicht des Einsatzstueckes (unter Ziffer 12 in Fig. 1 identifiziert).

Das gezeigte Drehkegelventil besitzt ein rohrfoermiges Ventilgehaeuse 8» das aus Stahl gedreht sein kann und eine eingearbeitete Bohrung 11 enthaelt (s· Fig. 1).

Die beiden Enden des rohrfoermigen Gehaeuses 8 sind durch scheibenförmige Dichtungsringe 7 abgedichtet, die mit Hilfe von Rohrflanschen 5 und den ueblichen Spannschrauben 6 eingeklemmt sind. Zwischen den beiden Enden ist das rohrfoermige Gehaeuse mit einem halsartigen Ansatz 30 versehen, der eine innere Fuehrungsbuchse 29 enthaelt und mit einer Querbohrung des Gehaeuses verschraubt ist (s. Fig. 2).

In der zylindrischen Bohrung 11 des Gehaeuses 8 ist ein schalen* foen&iges Einsatzstueck 12 eingefuehrt« dessen flanschartiger Ansatz 13 gleitend in einer vergrosserten Ausdrehung 10 des Gehaeuses 8 eingepasst ist. Das Einsatzstueck 12 enthaelt einen ueber zwei Wellenenden 23 drehbaren Kegel 22, dessen Kugelkalotte 27 als eigentlicher Schliesskoerper durch zwei parallele Rippen 28 starr mit einer Nabe 26 verbunden ist» wobei die besagten Wellenenden 23 in Fuehrungsbuechsen 21 aus beispielsweise gehaertetem Edelstahl gelagert sind, die in quer zur Laengsachse des Elnsatzstueckes 12 eingearbeitete Bohrungen 20 axial eingeschoben werden koennen. Jede der Querbohrungen 20 1st jedoch durch einen vertikalen Schlitz 39 unterbrochen, wie In Fig. 3 ersichtlich ist, wobei die Breite der Schlitze 39 so bemessen 1st, dass sie das Herausheben von Wellenenden 23 und damit des Kegels 22 gestatten, nicht aber das Herausheben von Fuehrungsbuechsen 21. Das.axiale Uebersohleben von Buechsen 21 ueber Wellenenden 23 stellt soait ein effektives Verriegeln von Kegel 22 la Einsatzstück 12 dar, ohne dass zu unbeliebten Hilfsmitteln wie Schrauben oder Stifte gegriffen werden auss. Eine der beiden Wellenenden 23 enthaelt ferner eine Nute 24, in der eine Feder einer nach ausserhalb des Gehaeuses 8 durchfuehrende Welle 25 gleitend eingeschoben 1st. Welle 25 ist ferner innerhalb des haieartigen Ansatzes 30 gelagert und durch einen O-Ring 31

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abgedichtet. Ein verstaerkter Ringansatz 32 verhindert eine axiale Verschiebung durch den Flüssigkeitsdruck, waehrend ein aussen-1legender Hebel 33 eine drehbare Verstellung von Welle 25 und damit von Kegel 22 ermoeglicht.

Die Kugelkalotte 27 liegt in der Schliesstellung voll an der Sitzkante eines scheibenfoermigen Sitzringes 35 an, der, zum Beispiel aus Teflon bestehend, begrenzt komprimiert in einer Ausdrehung 36 eines Halteringes 14 eingeklemmt ist. Eine Aussparung 37 sorgt fuer eine elastische Deformierungemoeglichkeit in der Ventillaengsachse um Bearbeitungstoleranzen abzufangen. Ein zweiter Dichtungsring 34 aus Edelstahl ist dem Sitzring 35 zum Schutz und zur Feuersicherheit nachgelagert und zwischen der Stirnseite von Haltering 14 und Einsatz 12 eingeklemmt. Die Laenge von Haltering 14 ist so bemessen, dass die der Dichtung 7 anliegende Stirnseite mit der in gleicher Richtung liegenden Stirnseite des Gehaeuses 8 fluchtend abschneidet. Haltering 14 ist ferner durch einen Sprengring 18, welcher in einer Nute 19 liegt und in eine halbrunde Ausdrehung 17 im Gehaeuse 8 klemmend eindringt, gesichert.

Claims

Ansprueche

\J Drehkegelventil mit einem im Ventilgehaeuse aufgenommenen Einsatz und Sitzring, sowie einem Ventilkegel, der zum Oeffnen und Schi lessen mittels zwei quer zur Laengeachse des Einsatzes verlaufenden, durch eine Nabe verbundenen und in Buchsen gefuehrten Wellenenden Innerhalb des Einsatzes drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die die Buchsen (21) enthaltenden Querbohrungen (20) des Einsatzes (12) schlitzartige Oeffnungen (39) enthalten, die wohl ein Herausheben der Wellenenden (23) selbst, nicht aber eine Entfernung, ausser in Richtung der Wellenachse, der Buchsen (21) ermoegllohen.

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2. Drehkegelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (26) des Ventilkegels das Querschnittprofil einer Klappenscheibe aufweist, wobei die groesste Querschnittbreite der Nabe in der Schilesetellung des Kegels (22) quer zur Laengsachse des Einsatzes verlaeuft.
3. Drehkegelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehaeuse ein Aufsatzstueck (30) mit einer B'uehrung (29) fuer eine quer zur Laengsachse des Gehaeuses drehbare V?eile (25) aufweist, die mit ihrem inneren Endabschnitt (24) mit einer der beiden Wellenenden (23) von Kegel (22) gekuppelt ist, um eine Drehbewegung des Ventilkegels zu erreichen.
4. Drehkegelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzring (35) gegen einen zweiten metallenen Dichtring (34) gepresst ist, der seinerseits an einer Schulter (13) des Einsatzstueckes (12) im Ventilgehaeuse (8) anliegt.
5. DrehkegelventIl nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide, Sitzring (35) wie auch Dichtring (34), in Richtung der Gehaeuselaengsachee deformierbar gehalten sind.

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