DE2805462A1

DE2805462A1 - Ventil

Info

Publication number: DE2805462A1
Application number: DE19782805462
Authority: DE
Inventors: Julius Dipl Ing Kruschik
Original assignee: Klinger AG
Current assignee: Klinger AG
Priority date: 1978-02-09
Filing date: 1978-02-09
Publication date: 1979-08-16
Also published as: GB2014279A; DE2805462C2; GB2014279B; JPS54152224A; CH640328A5; BR7900793A; FR2417048B1; FR2417048A1

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

der Firma KLINGER AG, Baarerstraße 10, CH - 6301 Zug

betreffend:
"Ventil"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil zur Regelung und Absperrung eines Medienstromes mit gesteuerter Veränderung des Axialabstandes zwischen einem Gehäusesitz und einem axial bewegbaren Verschlußkörper, wobei der Regelbewegung eine durch einen gesonderten Antrieb bewirkte axiale Schließbewegung des VerschlußKrpers überlagerbar ist. Bekannte Ventile dieser Art, beispielsweise gemäß DE-AS 17 50 747, haben einen Aufbau, der auf diese Weise sowohl Regelung als auch schnellen Abschluß ermöglicht.

Die Erfindung zielt darauf ab, Ventile zur Regelung und Absperrung zu schaffen, die für große Nennweiten bei hohen Betriebstemperaturen geeignet sind. Bei Regelventilen für solche Betriebsbedingungen, die nur einen Antrieb aufweisen, tritt nämlich einerseits das Problem auf, daß der Regelantrieb sehr groß dimensioniert werden'muß, damit die nötigen Schließkräfte aufgebracht werden können; andererseits dürfen diese Schließkräfte nicht über starre Kraftübertragungselemente aufgebracht werden, weil dann infolge der bei großen Nennweiten und hohen Temperaturen auftretenden relativ großen Wärmedehnungen entweder Verspannungen oder Lockerungen und damit Undichtheiten am geschlossenen Ventil auftreten können.

§09833/0118

Die Erfindung cpht zur Lösung dieser Aufgabe von Ventilen der eingangs genannten Bauart aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Schließbewegung ein Membranantrieb vorgesehen ist, der in den Kraftfluß zwischen dem die Regelkräfte aufnehmenden Gehäuse und dem Verschlußkörper eingeschaltet ist und der während der Regelbewegung von einer Seite und zum Überlagern der Schließbewegung von der anderen Seite mit Druckmedien beaufschlagbar ist. Eine solche Bauweise hat den Vorteil, daß das erfindungsgemäße Ventil infolge des relativ kleinen, mit starrer Kraftübertragung arbeitenden Regelantriebs genau arbeiten kann, wobei aber für den Abschluß raumsparend große Schließkräfte aufgebracht werden können, die auch beim Auftreten von großen Wärmedehnungen voll zur Wirkung kommen.

Der Antrieb der Regelbewegung kann auf verschiedene Arten angeordnet werden, so z.B. direkt auf der Membrane, doch ist er vorteilhaft außerhalb des Ventilgehäuses vorgesehen und steht über die Mitte der Membrane durchsetzende Kraftübertragungselemente mit dem Verschlußkörper in Verbindung. Eine noch günstigere Ausführungsform ergibt sich, wenn der Antrieb der Regelbewegung mit dem Ventilgehäuse fest in Verbindung steht, wobei eine rotierende, die Membrane durchsetzende Welle vorgesehen ist, die zur axialen Regelbewegung des Verschlußkörpers mit diesem über einen Schraubtrieb gekoppelt ist.

Eine infolge ihrer Axialsymmetrie für große Nennweiten und hohe Temperaturen besonders vorteilhafte Ausführungsform des VEntiles ergibt sich dann, wenn erfindungsgemäß der Verschlußkörper in einem zum rohrförmigen Außengehäuse axial symmetrischen, den Membranantrieb enthaltenden Innengehäuse aufgenommen ist, das mit dem Außengehäuse über rippenartige Träger verbunden ist, die sowohl die Zuführungsleitungen für das Druckmedium des Membranantriebs der Schließbewegung als■ auch Elemente zur Kraftübertragung zwischen dem am Außengehäuse befestigten Antrieb der Regelbewegung und dem Verschlußkörper enthalten. 909833/0118

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand zweier Beispiele näher erläutert; Fig. 1 zeigt ein nach Art eines Durchgangsventiles und Fig. 2 nach Art eines Axialventils aufgebautes erfindungsgemäßes Ventil im Axialschnitt.

Das aus Fig. 1 ersichtliche Ventil weist einen im Gehäuse 1 angeordneten Ventilsitz 2 auf, der mit einem senkrecht zur Hauptachse des Ventils bewegbaren Verschlußkörper 3 zu— sarnmenwirkt. Dieser Verschlußkörper 3 ist mit einem Ansatz 4 in einem Lagerdeckel 5 gelagert, der sich über die gesamte Gehäuseöffnung erstreckt und am Rande dieser Gehäuseöffnung aufliegt. Außerdem erstreckt sich über die gesamte Gehäuseöffnung eine Membrane 6, wobei alle jene Teile, welche die Beaufschlagungsräume 21, 22, 23 für die Membrane 6 begrenzen und/oder als Abstützung und Bewegungsbegrenzung für die Membrane dienen, nämlich der Gehäusedeckel 7, ein Stützteil 8 sowie ein Stützring 9, sam^t dem Lagerdeckel 5 unter gegenseitiger Abdichtung mit dem Rand der Gehäuseöffnung verschraubt sind. Die Membrane 6 trägt in der Mitte einen Führungsteil 11, der von einem nach außen weisenden Fortsatz des Lagerdeckels verschiebbar geführt wird, wobei zwischen einem rohrförmigen Ende 8' des Stützteils 8 und dem äußeren Rand des Führungsteiles 11 ein Faltenbalg 12 vorgesehen ist, so daß der Raum zwischen der Membrane 6 und dem Stützteil 8 gegen den Führungsteil 11 hin abgedichtet und mit Steuermedium beaufschlagbar ist, das über einen im Gehäusedeckel 7,"Lagerdeckel 5 und Stützteil 8 vorgesehenen Kan-1 10 zuführbar ist, wobei sich dann die Membrane 6 am Stützring 9 abstützt. In dieser Lage verbleibt die Membrane 6 während des Regelvorgangs. Zur Regelung ist ein am Gehäusedeckel 5 befestigter rotierender Regelantrieb 20 vorgesehen, der mittels einer den Gehäusedeckel 7 in einer Stopfbüchse 13 durchsetzenden Antriebswelle 14 über eine Kerbverzahnung oder dergleichen in ein Ende einer im Führungsteil 11

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gelagerten Schraubspindel 15 eingreift. Diese Schraubspindel 15 wirkt mit einer im Ansatz des Verschlußkörpers 3 angeordneten Mutter 16 zusammen, so daß bei Betätigung des Antriebes 20 durch Verdrehung der Schraubspindel 15 eine Axialbewegung des Verschlußkörpers 3 erfolgt. Zwischen dem zylindrischen Ansatz 4 des Verschlußkörpers 3 und dem Lagerdeckel 5 ist eine Stopfbüchsenabdichtung 17 vorgesehen, die vorzugsweise jedoch nicht von einem Druckgefälle belastet wird, solange der Regelvorgang im Gange ist; der vom Gehäusedeckel· 7 begrenzte Raum 21 steht nämlich über eine Bohrung 18 im Führungsteil 11 mit dem vom Lagerdeckel 5 begrenzten Raum 22 in Verbindung, wobei der Druck in diesen Räumen mit dem Druck des das Ventil durchströmenden Mediums übereinstimmen kann. Zur Vornahme von Regelsprüngen oder zum Abschluß des erfindungsgemäßen Ventiles werden die durch die Bohrung 18 in Verbindung stehenden Räume 21 und 22 über die Leitung 24 unter Druck gesetzt und der Raum 23 zwischen Stützteil 8 und Membrane über die Leitung 25 entlastet. Dabei können die im Vergleich zu den Regelkräften großen Schließkräfte durch die Membrane 6 einfach und platzsparend aufgebracht werden, so daß der Regelantrieb nur für die Aufbringung der Regelkräfte dimensioniert werden muß, wobei die Schließkraft unabhängig von Wärmedehnungen unverändert zur Wirkung kommt.

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil in der Bauart eines Axialventiles, bei dem in einem rohrförmigen Außengehäuse 1 axialsymmetrisch ein Innengehäuse 30 vorgesehen ist, das mit dem Außengehäuse über rippenartige Träger 31 verbunden ist und zwei Verschlußkörper 3 aufnimmt, die durch Veränderung des Axialabstandes zu den Gehäusesitzen 2 das durchströmende Medium regeln können, wobei zum vollständigen Abschluß die Ränder des Verschlußkörpers 3 auf dem im Gehäuse vorgesehenen Sitz 2 unter gegenseitiger Pressung zusammenwirken müssen. Im Schließzustand kann der Raum 32

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zwischen den beiden an die Gehäusesitze anliegenden Verschlußkörpern mit einem Sperrmedium über Leitung 41 beaufschlagt werden, so daß ein besonders dichter Abschluß gewährleistet ist. Zum Unterschied vom Ventil nach Fig. 1 sind die Verschlußkörper 3 mit den in Achsrichtung verlaufenden zylindrischen Ansätzen 4 nicht in einem die Gehäuseöffnung abdeckenden Lagerdeckel geführt, sondern in Lagerkegeln 33, die mit dem Innengehäuse 30 fest verbunden sind. Am Innengehäuse ist der Membranantrieb befestigt, der ebenso wie der die Regelbewegung bewirkende Schraubtrieb wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 arbeitet und aufgebaut ist; gleiche in beiden Zeichnungen vorkommende Teile tragen die gleichen Bezugsziffern. Die Zuführungsleitungen 24, 25 für das Steuermedium des Membranantriebes zur Erzielung der Schließbewegung und auch die Antriebswelle 14 zur Kraftübertragung des außen am Außengehäuse befestigten Regelantriebes 20 in das Innere des Innengehäuses verlaufen durch die das Innengehäuse tragenden Träger 31. Die Leitung 24 für das Druckmedium steht mit dem vom Lagerkegel 33 begrenzten Raum 22 und über die Bohrungen 18 im Führungsteil 11 mit dem Raum 21 zwischen Membrane 6 und einer Stützscheibe 35 in Verbindung. Da diese Bohrungen 36 aufweist, ist der Druckraum 21 weiter mit dem die Antriebswelle 14 und den Regelantrieb selbst enthaltenden Raum 37 verbunden, so daß insbesondere das den Regelantrieb 20 enthaltende Gehäuse 38 druckdicht ausgeführt sein muß. Eine andere Leitung 25 steht über Kanäle 39 im Innengehäuse 30 und im Stützteil 8 sowie auch über Kanäle 40 in einem Lagerkegel mit dem Raum 23 zwischen Membrane 6 und Stützteil 8 in Verbindung. Dieser Raum wird beaufschlagt, wenn das Ventil im offenen Zustand regeln soll. Zum Regeln wird die Bewegung vom Regelantrieb 20 über die Antriebswelle 14 über ein im Innengehäuse gelagertes Schneckenrad 34 auf

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die beiden Schraubspindeln übertragen, die dann, wie in Zusammenhang mit dem Beispiel nach Fig. 1 beschrieben, die Verstellung der Verschlußkörper 3 bewirken. Auch in diesem Falle ist gewährleistet, daß einerseits einfach und unabhängig von Verformungen die nötigen Schließkräfte aufgebracht werden können und andererseits mit einem kleinen Regelantrieb gearbeitet werden kann, was besonders bei dieser Bauart, wo alle Antriebskräfte über die Träger in das Innengehäuse eingeleitet werden müssen, von Bedeutung ist.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1 )J Ventil zur Regelung und Absperrung eines Medienstromes mit gesteuerter Veränderung des Axialabstandes zwischen einem Gehäusesitz und einem axial bewegbaren Verschlußkörper, wobei der Regelbewegung eine durch einen gesonderten Antrieb bewirkte axiale Schließbewegung des Verschlußkorpers überlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schließbewegung ein Membranantrieb vorgesehen ist, der in den Kraftfluß zwischen dem die Regelkräfte aufnehmenden Gehäuse und dem Verschlußkörper eingeschaltet ist und der während der Regelbewegung von einer Seite und zum Überlagern der Schließbewegung von der anderen Seite mit Druckmedium beaufschlagbar ist.
2) Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Regelbewegung außerhalb des Ventilgehäuses vorgesehen ist und über die Mitte der Membrane durchsetzende Kraftübertragungselemente mit dem Verschlußkörper in Verbindung steht.
3) Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Regelbewegung mit dem Ventilgehäuse fest in Verbindung steht, wobei eine rotierende, die Membrane durchsetzende Welle vorgesehen ist, die zur axialen Regelbewegung des Verschlußkorpers mit diesem über einen Schraubtrieb gekoppelt ist.

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4) Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper in einem zum rohrförmigen Außengehäuse axial symmetrischen, den Membranantrieb enthaltenden Innengehäuse aufgenommen ist, das mit dem Außengehäuse über rippenartige Träger verbunden ist, die sowohl die Zuführungsleitungen für das Druckmedium des Membranantriebs der Schließbewegung als auch Elemente zur Kraftübertragung zwischen dem am Außengehäuse befestigten Antrieb der Regelbewegung und dem Verschlußkörper enthalten.

§09835/0118