DE2824824A1

DE2824824A1 - Exzentrisch drehbares ventil

Info

Publication number: DE2824824A1
Application number: DE19782824824
Authority: DE
Inventors: Masami Aoto
Original assignee: Kitamura Valve Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kitamura Valve Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1978-06-06
Publication date: 1978-12-07
Also published as: FR2393995A1; FR2393995B1; JPS541431A; IT7824257A0; DE2824824C2; CA1096355A; NL7806101A; NL171741C; IT1095196B; GB1598477A; AU3659478A; BE867794A; IT7822038V0

Description

PATENTAN VALT
·\ RICHARD KNEISSi: _ g ...... _1q?ft

VVidenmayerstr. 46 ° ^JUA" ^19/ö

L,-8000 MÜNCHEN 2S 3

Tel. 089/295128 /

Mappe IQi 193

KITAMURA VALVE SEIZO KABUSHIKI KAISHA Tokio / Japan

Exzentrisch drehbares Ventil

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Beschreibung

Die Erfindung "bezieht sich auf ein exzentrisch drehbares Ventil zur Beeinflussung der Strömung eines Fluids. Sie bezieht sich insbesondere auf Verbesserungen bei einem flanschlosen, exzentrisch drehbaren Ventil.

Es sind bereits viele Ventile dieser Art entwickelt worden. Die beigefügte Zeichnung 1 zeigt einen Horizontalschnitt durch ein herkömmliches exzentrisches Drehventil, wobei eine Ventilscheibe 11 exzentrisch innerhalb eines Ventilkörpers 14 mit Hilfe einer Ventilwelle 12 in einer Ventilkammer 10 des Ventilkörpers 14 derart gedreht wird, daß die Mittellinie derScheibe 11 mit der Mittellinie des Strömungswegs durch den Ventikörper 14 zusammenfällt, wenn die Scheibe 11 in die volle Verschlußstellung gebracht wird, während die Drehachse der Ventilwelle 12 von der Mittellinie abgerückt ist.

Solche Ventile besitzen jedoch Nachteile. Beispielsweise muß bei einer solchen Konstruktion ein Lagerloch 16 eines Halses 15 für die drehbare Lagerung der Ventilwelle 12 exzentrisch entsprechend der exzentrisch drehbaren Ventilscheibe 11 angeordnet sein, was die Herstellung des Ventilkörpers 14 kompliziert macht.

Wenn außerdem das Ventil zwischen Rohren für einen tatsächlichen Betrieb angeordnet wird, dann wird es zwischen die Flansche eingefügt, die an den Enden der Rohre befestigt sind, wobei das Ganze dann durch Bolzen 17 zusammengehalten wird, die durch die beiden Flansche der Rohre hindurchgehen. In diesem Fall wird jedoch einer der Bolzen 17 durch den Hals 15 gestört, da der Hals 15 nicht mittig im Ventilkörper 14 angeordnet ist.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, muß der Ventilkörper 14 mit einem Paar Ösen 18 ausgerüstet sein, duron welche kurze Bolzen hindurchgehen, damit das Ventil ohne Störung durch den.Hals 15 befestigt werden kann. Infolgedessen wird die Konstruktion des

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Ventils noch stärker verkompliziert und sein Einbau erschwert.

Durch die folgende Erfindung wird nunmehr ein verbessertes exzentrisch drehbares Ventil vorgeschlagen, das frei von den oben erwähnten Schwierigkeiten ist.

Außerdem wird durch die Erfindung ein flanschfreies exzentrisch drehbares Ventil geschaffen, das in seiner Konstruktion einfach ist und leicht zwischen Rohre eingebaut werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist also ein exzentrisch drehbares Ventil, welches folgende Teile aufweist: einen Ventilkörper mit einer Ventilkammer und mit mehreren Durchflußöffnungen, die zur Ventilkammer führen; einen Ventilsitz mit einer inneren Sitzfläche, der in einer der Durchflußöffnungen angeordnet ist; eine Ventilwelle, deren Achse durch die Mitte der Ventilkammer geht und schwenkbar im Ventilkörper angeordnet ist; und eine Ventilscheibe, die eine äußere Sitzfläche aufweist und mit der Ventilwelle verbunden ist und sich mit der Ventilwelle dreht, so daß in einer Stellung die äußere Sitzfläche einen guten Kontakt mit der inneren Sitzfläche des Ventilsitzes macht, wobei das Kennzeichen darin liegt, daß die Mittelachse der Ventilscheibe, die senkrecht zur Ebene der äußeren Sitzfläche der Ventilscheibe verläuft, nicht die Drehachse der Ventilwelle schneidet.

Die Erfindung wird nun anhand einiger Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen horizontalen Mittelschnitt durch ein herkömmliches

exzentrisches Drehventil;
Fig. 2 einen vertikalen Mittelschnitt durch eine Ausführungsform

eines exzentrisch drehbaren Ventils gemäß der Erfindung; Fig. 3 einen horizontalen Mittelschnitt des exzentrisch drehbaren

Ventils von Figur 2;
Fig. 4 und 5 horizontale Mittelschnitte weiterer Ausführungsformen eines Sitzrings, welcher in einem exzentrisch drehbaren Ventil gemäß der Erfindung verwendet werden kann; und

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Fig. 6 einen horizontalen Hittelschnitt einer weiteren Ausführungsform eines exzentrisch drehbaren Ventils gemäß der Erfindung.

In den Figuren 2 und 3 ist eine Ausführungsform eines exzentrisch drehbaren Ventils gemäß der Erfindung dargestellt. Ein Ventilkörper 21 besitzt eine im wesentlichen kugelförmige Ventilkammer 22 und von dieser ausgehend zwei einander gegenüberliegende kreisförmige Durchflußöffnungen 23 und 24.

Ein Sitzring 25, der einen Teil der Wandung der Kammer 22 bildet, umschließt eine Durchflußöffnung, die zur Ventilkammer 22 führt. Der Sitzring ist koaxial in der Öffnung 23 angeordnet und wird durch einen Haltering 26 festgehalten, der mit einem Außengewinde in ein Innengewinde in der Durchflußöffnung 23 im Ventilkörper eingeschraubt ist. Ein Flansch 25a des Sitzrings 25 ist zwischen dem Haltering 26 und einer Schulter 27 des Ventilkörpers 21 angeordnet. Der Sitzring 25 kann aus jedem geeigneten Metall oder Kunststoff, wie z.B. Tetrafluoräthylen, hergestellt sein.

Der Haltering 26 ist mit einer kreisförmigen Ausnehmung 2^ am inneren Ende ausgerüstet, so daß der Sitzring 25 etwas nachgeben kann.

Ein Ende 25b des Sitzrings 25, das nach innen gerichtet ist, springt von der Durchflußöffnung 23 in die Kammer 22 vor. Eine spherische Sitzfläche 25c ist am inneren Ende 25b des Sitzrings 25 ausgebildet.

Die Ebene des inneren Endes 25b des Sitzrings 25 ist mit einem Winkel α zur Stirnfläche des Flansches 25a des Sitzrings 25 und damit auch um den Winkel α zu den Ebenen der einander gegenüberliegenden Oberflächen des Ventils und der Rohre geneigt. Demgemäß ist auch die Mittelachse X-X der Sitzfläche 25c (das ist die Linie, die senkrecht auf der Ebene des inneren Endes 25b steht und durch die Mitte des inneren Endes 25b hindurchgeht)

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um einen Winkel α zur Mittelachse Y-Y des Ventils geneigt. Auf dieser Mittelachse Y-Y liegt auch der Mittelpunkt O der Drehachse einer Ventilwelle 31.

Weitere Ausführungsformen des Sitzrings sind in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Der Sitzring 25 von Figur 4 besitzt eine flexible Verbindung 25d zwischen dem Flansch 25a und dem Sitzteil, so daß
der Sitzring 25 aufgrund dieser flexiblen Verbindung 25d nachgeben kann.

Alternativ kann der Sitzring 25, der in Figur 5 gezeigt ist, aus Metall bestehen und am inneren Ende 25b mit einer Ringnut 25e versehen sein, in welcher eine Ringsitzdichtung 25f aus weichem Material, wie z.B. Tetrafluoräthylen, sitzt.

Gemäß den Figuren 2 und 3 ist eine Ventilscheibe 29 auf der Ventilwelle 31 in einer zur Ventilkammer 22 exzentrischen Lage befestigt, und zwar über plattenförmige Ansätze 30, welche integral mit der Ventilscheibe 29 ausgebildet sind.

Wenn die Ventilscheibe 29 in die voll geschlossene Stellung gedreht wird und wenn die äußere sphärische Sitzfläche 29a der
Scheibe 29 mit der inneren sphärischen Sitzfläche 25c des Sitzrings 25 in Kontakt liegt, dann ist die Mittelachse der Ventilscheibe 29 mit einem Winkel α zur Mittelachse Y - Y des Ventils geneigt.

Die Ventilwelle 31 ist, wie in Figur 2 zu sehen, drehbar in der Ventilkammer 22 des Veiitilkörpers 21 angeordnet. Der obere Teil der Ventilwelle 31 sitzt drehbar in einem Lager 34, das seinerseits in einem zylindrischen Hals 32 befestigt ist, während das untere Ende der Ventilwelle 31 drehbar in einem unteren Lager sitzt, welches in einer Lagerbohrung 33 angeordnet ist.

Die Mittelachse des Halses 32 verläuft senkrecht zur Mittelachse Y-Y des Ventils und geht durch den Mittelpunkt 0 der

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Ventilkammer 22 hindurch. Demgemäß verläuft auch die Mittelachse der Welle 31, die koaxial im Hals 32 sitzt, senkrecht zur Mittelachse der kreisförmigen Durchflußöffnungen 23 und 24 und geht außerdem durch den Hittelpunkt 0 der Ventilkammer 22 hindurch. Somit schwenkt also die Scheibe 29, die auf der Ventilwelle 31 befestigt ist, um die Mittelachse des Ventilkörpers 21.

Zwischen der Ventilwelle 31 und dem Hals 32 sind über dem Lager 34 eine Abstandshülse 36, darüber eine Stopfbüchse 37 und wiederum darüber ein Stopfbüchsenring 33 befestigt. Eine Stopfplatte 39 ist an einem Flansch 40 des Halses 32 über und außerhalb des Stopfbüchsenrings 38 mittels Schrauben 41 (es sind Bolzen mit Muttern gezeigt) befestigt.

Das obere Ende der Ventilwelle 31 springt über den Hals 32 vor. An diesem Ende kann eine Handhabe (nicht gezeigt) befestigt sein. Ein Anschlagstift 43 verhindert, daß die Welle 31 sich nach oben aus dem Ventilkörper 21 bewegt.

Wenn das Ventil beim Betrieb zwischen zwei Rohren angeordnet werden soll, werden mehrere Bolzen 42 durch Löcher in den Flanschen der beiden Rohre außerhalb des Ventilkörpers 21 angeordnet, welche die beiden Rohre mit dem Ventil verbinden.

Die vollständig offene Stellung der Ventilscheibe 29 ist in Figur 3 durch gestrichelte Linien angedeutet. Aus dieser Lage wird die Ventilscheibe 29 durch Drehen der Ventilwelle 31, wie dies mit einem Pfeil angedeutet ist, zum Sitzring 25 geschwenkt. Während die Scheibe 29 geschwenkt wird, berührt die Sitzfläche 29a der Ventilscheibe 29 die Sitzfläche 25c des Sitzrings 25 nicht. Wenn dann die Sitzfläche 29a der Ventilscheibe 29 mit der Sitzfläche 25c in Berührung gebracht wird und wenn die Scheibe weiter geschwenkt wird, dann werden beide Sitzflächen 25c und 29a in vollen Kontakt miteinander gebracht, und zwar aufgrund der exzentrischen Lage der plattenförmigen Ansätze 30 an der Ventilscheibe 29, wie dies in Figur 3 durch ausgezogene Linien dargestellt ist.

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Der Sitzring 25 kann aufgrund der kreisförmigen Ausnehmung 28 des Halterings 26, wie oben beschrieben, verbogen werden, wobei die Sitzflächen25c und 29a miteinander in Kontakt bleiben, so daß also ein zuverlässiger Kontaktdruck bestehen bleibt.

Wenn bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform die Scheibe 29 mit dem Sitzring 25 in Berührung gebracht wird, dann werden die Sitzflächen 25c und 29a durch die flexible Verbindung 25d miteinander in Kontakt gehalten.

Wenn bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform die Ventilscheibe 29 mit der weichen Ringdichtung 25f des Sitzrings 25 in Berührung gehalten wird, dann wird die Ringdichtung 25f aufgrund der Schwenkkraft deformiert, so daß ein sauberer Kontakt zwischen den beiden erhalten wird.

Wenn andererseits die Ventilwelle 31 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, also von der Verschlußstellung weg, dann nimmt der Kontaktdruck zwischen den Sitzflächen 25c und 29a allmählich ab, wobei die Sitzflächen 25c und 29a bis zur Offenstellung voneinander getrennt werden, und zwar in umgekehrter Weise, wie es oben beschrieben wird.

Da die Ventilwelle 31, der Hals 32 und die Lagerbohrung 33 auf der Mittellinie der Kammer 22 liegen, ist bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Ventils keine exzentrische Bearbeitung des Ventikörpers 21 nötig, der deshalb viel leichter hergestellt werden kann als ein herkömmliches Ventil. Wenn dieses Ventil zwischen die Flansche von zwei Rohren angeordnet werden soll, dann können die Befestigungsbolzen richtig in den Flanschen angeordnet werden, derart, daß bei keinem der Befestigungsbolzen der Hals 32 im Weg steht, weil nämlich die Ventilwelle 31 und der Hals 32 zentral in bezug auf den Ventilkörper 21 angeordnet sind. Demgemäß ist im Ventilkörper keine Ausnehmung erforderlich, um zu verhindern, daß der Hals den Durchgang eines Bolzens stört.

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Der Sitzring 25, der mit einer geneigten sphärischen inneren Sitzfläche 25c ausgerüstet ist, kann leicht montiert werden, und außerdem ist die Ventilkonstruktion sehr einfach, was die Herstellung sehr erleichtert. Schließlich wird die Befestigung zwischen den Flanschen stark vereinfacht.

In Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform eines exzentrisch drehbaren Ventils gemäß der Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform besitzt die gleiche Konstruktion, wie die oben beschriebene, außer daß die Sitzfläche 25c des Sitzrings 25 nicht geneigt ist, sondern parallel zu einer Ebene verläuft, die senkrecht zur Mittelachse der Ventilkammer 22 oder des Sitzrings 29 verläuft. Außerdem verläuft die Mittellinie X-X der Sitzoberfläche 25c parallel zur Achse Y-Y der Ventilkammer 22. Sie ist dabei um eine gewisse Strecke von der Achse Y-Y versetzt, wenn die Sitzfläche 29a der Ventilscheibe 29 in vollen Schließkontakt mit der Sitzfläche 25c des Sitzrings 25 gebracht ist.

Bei dieser Ausführungsform werden offensichtlich die gleichen Ergebnisse, wie oben beschrieben, erhalten.

Die Erfindung wurde oben nur anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß verschiedene Änderungen in der Form und im Detail gemacht werden können, ohne daß von dem Bereich der Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise kann der Sitzring integral mit dem Ventilkörper ausgebildet sein und einen Teil des Ventilkörpers bilden. Weiterhin können die Formen der Ventilkammer, des Ventilsitzes usw. verändert werden, solange die Drehachse der Ventilwelle mittig angeordnet ist, aber nicht die Mittelachse der Ventilscheibe schneidet.

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Claims

Patentansprüche

(1J Exzentrisch drehbares Ventil, welches folgende Teile aufweist: einen Ventilkörper mit einer Ventilkammer und mit mehreren Durchflußöffnungen, die zur Ventilkammer führ-: η; einen Ventilsitz mit einer inneren Sitzfläche, der in einer der Durchflußöffnungen angeordnet ist; eine Ventilwelle, deren Achse durch die Mitte der Ventilkammer geht und schwenkbar im Ventilkörper angeordnet ist; und eine Ventilscheibe, die eine äußere Sitzfläche aufweist und mit der Ventilwelle verbunden ist und sich mit der Ventilwelle dreht, so daß in einer Stellung die äußere Sitzfläche einen guten Kontakt mit der inneren Sitzfläche des Ventilsitzes macht, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittelachse der Ventilscheibe, die senkrecht zur Ebene der äußeren Sitzfläche der Ventilscheibe verläuft, nicht die Drehachse der Ventilwelle schneidet.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz integral mit dem Ventilkörper ausgebildet ist.
3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derVentilsitz aus einem Ring besteht.
4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Ventilkörper Stirnflächen für jede Durchflußöffnung aufweist, welche mit entsprechenden Flächen von Rohren zusammenpassen, mit denen das Ventil verbunden werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der inneren Sitzfläche mit einem Winkel zur Ebene der Stirnfläche, die sich um die Durchflußöffnung erstreckt, in welcher die innere Sitzfläche angeordnet ist, geneigt ist.
5. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Ventilkörper Stirnflächen für jede Durchflußöffnung aufweist, welche mit ent-

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sprechenden Flächen von Rohren zusammenpassen, mit denen das Ventil verbunden werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der inneren Sitzfläche parallel zur Ebene der Stirnfläche, die sich um die Durchflußöffnung erstreckt, in v/elcher die innere Sitzfläche angeordnet ist, verläuft, wobei jedoch die Mitte der inneren Sitzfläche aus der Ebene herausgerückt ist, welche durch die Achse der Ventilwelle geht und senkrecht zu der Ebene der Stirnfläche verläuft, die sich um die DurchflußÖffnung erstreckt, in welcher die innere Sitzfläche angeordnet ist.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilsitz weiterhin einen ringförmigen flexiblen Teil zwischen der inneren Sitzfläche und dem entgegengesetzten Ende aufweist.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die innere Sitzfläche mit einer Ringnut versehen ist, in welcher eine Ringdichtung aus verhältnismäßig weichem Material angeordnet ist.

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