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Ventil für Druckgaspackungen
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Zusatz zu DBP ... (Patentanmeldung P 25 03 626.4-27) Die Erfindung
bezieht sich auf ein Ventil für Druckgaspackungen, bei dem eine Dichtscheibe vorgesehen
ist, die mit einem Loch zur Aufnahme eines Ventilschaftes versehen und in einem
Einspannbereich von einer Klemmfläche eines Klemmrandes am Ventilgehäuse gegen eine
Klemmfläche an der Stirnwand eines Ventilträgers gedrückt ist, in dem das Ventilgehäuse
unverrückbar gehalten ist, und bei dem das Füllen nur durch mindestens eine, innerhalb
des Klemmrandes in der Stirnwand angeordnete FUllöffnung erfolgt, Füllkanäle nahe
der UmSangswand des Ventilträgers verlaufen und die Dichtscheibe unter dem Einfluß
des Fülldrucks von der einen Klemmfläche abhebbar ist, wobei ein Ausweichraum außerhalb
des Klemmrandes angeordnet ist, in den sich der Dichtscheibenrand bei Belastung
durch den Fülldruck unter Freilassung einer Füllverbindung zu den Füllkanälen ausdehnt,
und wobei die Dichtscheibe so bemessen ist, daß sie infolge des Zusammendrückens
durch den Fülldruck und der elastischen Rückstellkraft des dabei gedehnten Scheibenrandes
eine Lage einnimmt, in der sie im Einspannbereich einen Abstand von der einen Klemmfläche
hat, nach DBP ... (Patentanmeldung P 25 03 626.4-27).
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Bei dieser Konstruktion sorgt der Ausweichraum dafür, daß sich der
Dichtscheibenrand frei ausdehnen kann. Damit werden die Kräfte, die zum Zusammendrücken
der Dichtscheibe im Einspannbereich erforderlich sind, ganz erheblich herabgesetzt.
Beim
Zusammendrücken entstehen aber als Gegenkräfte elastische RUckstellkräfte
des gedehnten Dichtscheibenrandes. Unter dem Einfluß des innerhalb des Klemmrandes
zugeführten Fülldrucks wird daher die Dichtscheibe im Einspannbereich so weit zusammengedrückt,
daß sie sich von der einen Klemmfläche abhebt; dies ist die Klemmfläche der Stirnwand,
wenn der Fülldruck auf der der Stirnwand zugewandten Seite der Dichtscheibe zugeführt
wird.
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Dies ist die Klemmfläche des Klemmrandes, wenn der Fülldruck mittels
einer Füllnadel auf der gegenüberliegenden Seite der Dichtscheibe, also im Inneren
des Ventilgehäuses, zugeführt wird. Nach Fortfall des Fülldrucks kehrt die Dichtscheibe
unter dem Einfluß der elastischen Rückstellkräfte in ihre Normalstellung zurück,
in der sie im Einspannbereich dichtet.
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Auf diese Weise ergibt sich ein Ventil, das mit großer Sicherheit
einerseits beim Füllen einen Teil des Mediums über die äußeren Füllkanäle zu leiten
gestattet und andererseits nach dem Füllen diesen Füllpfad dicht verschließt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bemessung
der Dichtscheibe anzugeben, bei der mit Sicherheit ausreichend große Füllquerschnitte
im Einspannbereich erzielbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Außendurchmesser
der im wesentlichen kreisförmigen Dichtscheibe höchstens 116 9k des Außendurchmessers
des Klemmrandes beträgt.
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Je weniger die kreisförmige Dichtscheibe über den Einspannbereich
hinausragt, um so kleiner ist die elastische RUckstellkraft des gedehnten Dichtscheibenrandes
und um so stärker kann die Dichtscheibe im Einspannbereich zusammengedrückt werden,
ehe die elastischen Rückstellkräfte ein weiteres Zusammendrücken verhindern.
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Besonders günstig ist es, wenn der Außendurchmesser der Dicht-.
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scheibe 100 - 112 96 des Außendurchmessers des Klemmrandes beträgt,
wobei der Wert um so kleiner sein kann, je mehr sich die Breite der Klemmfläche
von einer Klemmlinie entfernt. In diesem Bereich ergeben sich optimale Verhältnisse,
ohne daß der Einspannbereich durch eine zu kleine Dichtscheibe
verkleinert
werden würde.
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Die angegebenen Daten gelten insbesondere für die üblichen Dichtscheiben
mit einem Außendurchmesser zwischen 8 und 20 mm und einer Dicke zwischen 1 und 2
mm sowie mit einer Shore-Härte von mindestens 70.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es wird ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Ventil entsprechend Fig. 2 des Hauptpatents gezeigt, wobei auch die dort verwendeten
Bezugszeichen benutzt werden. Das Ventil kann aber mit sämtlichen im Hauptpatent
beschriebenen Variationen abgewandelt werden.
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Ein Ventilgehäuse 1 ist in einen Ventilträger 2, der den oberen Teil
eines eine Druckgaspackung verschließenden Deckels bildet, fest eingesetzt. Dies
geschieht dadurch, daß die Umfangswand 4 des Ventilträgers 2 an mehreren Umfangsstellen
nach innen gerichtete Einbuchtungen 5 aufweist, die unter einen Flansch 6 des Ventilgehäuses
greifen. Hierdurch drückt ein an der Oberseite des Ventilgehäuses 1 ausgebildeter
Klemmrand 7 mit seiner ringförmigen Klemmfläche eine Dichtscheibe 8 gegen eine entsprechende
Klemmfläche der Stirnwand 9 des Ventilträgers 2. Damit ergibt sich ein definierter
Einspannbereich a. Ein hohler Ventilschaft 10 greift durch ein Loch 11 der Dichtscheibe
8. Der innere Lochumfang liegt an einer Einschnürung 12 des Ventilschafts 10 an,
an der sich auch ein Querloch 13 befindet, das mit dem inneren Hohlraum des Ventilschafts
10 in Verbindung steht. Dieser wird durch eine Feder 14 nach oben gedrückt. Der
die Feder aufnehmende Hohlraum 115 steht über einen Kanal 16, der durch einen Stutzen
17 zum Aufsetzen eines Tauchrohres verläuft, mit dem Innenraum der Druckpackung
in Verbindung. Außerhalb des Klemmranctes 7 befindet sich ein Ausweichraum 120.
Über ihm befindet sich in der Normalbetriebsstellung ein den Klemmrand 7 überragender
Dichtscheibenrand 18.
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Die Dichtscheibe 8 hat einen Außendurchmesser D8, der höchstens 116
56 des Außendurchmessers D7 des Klenimrandes 7 beträgt und vorzugsweise 100 - 112
0/0 von D7 ausmacht. bezogen auf den Innendurchmesser D4 der Umfangswand 4 des Ventilträgers
2 ist der Außendurchmesser D8 kleiner als 95 % 70, im vorliegenden Fall etwa 90
56.
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Wird nun Füllmedium über das zentrische Loch 22 der Stirnwand 9 zugeführt,
so wird die Dichtscheibe 8 im sinspannbereich a von oben zusammengedrückt. Da der
Dichtscheibenrand d nur geringfügig über den Klemmrand 7 übersteht, sind die einer
Dehnung entgegenwirkenden elastischen Rückstellkräf te verhältnismäßig klein. Infolgedessen
führt der Fülldruck zu einem starken Zusammendrücken im Einspannbereich a und einer
entsprechenden Dehnung des Dichtscheibenrandes 8, bis die veranschaulichte Gleichgewichtslage
dargestellt ist. In ihr führt ein Füllspalt 123 im Einspannbereich a über eine weitere
Füllverbindung 125 zu Füllkanälen 3O, wie es die Pfeile veranschaulichen. Dieser
Füllpfad hat einen vsrhältnismäBig geringen Drosselwiderstand.
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Außerdem wird der Innenteil 28 der Dichtscheibe 8, der sich zunächst
noch am Ventilschaft 10 abstützte, durch den Fülldruck nach innen umgebogen, so
daß sich über einen Ringspalt 129 entsprechend den eingezeichneten Pfeilen ein zweiter
Füllpfad ergibt.
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L e e r s e i t e