DE2841254A1

DE2841254A1 - Klappenabsperrventil

Info

Publication number: DE2841254A1
Application number: DE19782841254
Authority: DE
Inventors: Josef Nemetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-09-22
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1980-04-10
Also published as: DE2907294A1

Description

Josef N e m e fc ζ. 21.9. 1^841254

Von-Bergmann-Str. 39 ^ O —

62oo Wiesbaden N/Ao - 114

Klappenabsperrventil

Die Erfindung betrifft ein Klappenabsperrventil zum Absperren und Regeln für Bohrleitungen und dgl. mit einer schwenkbar im Gehäuse gelagerten Klappe, welche in Schließstellung an der Innenseite an einem im Gehäuse angeordneten metallischen und .gleichzeitig elastischen Dichtungselement anliegt.

Klappenabsperrventile mit Weichdichtung, sei es auf Elastomeroder Kunststoffbasis haben sich in. der Praxis gut bewährt. Wenn es jedoch um Medien mit hohen Temperaturen und/oder hohen Drücken geht die durch Weichdichtungen nicht mehr beherrscht werden können, müssen metallische Dichtungen eingesetzt werden.

Es sind bereits Konstruktionen bekannt, bei denen die Klappe gegen einen im Gehäuse sitzenden metallischen O-Ring oder gegen ein metallisch U-förmiges Dichtungselement im geschlossenen Zustand wirkt. Hierbei handelt es sich um eine im Gehäuse exzentrisch gelagerte Klappe, wobei die Konstruktion sehr aufwendig ist und ein hohes öffnungs- und Schließmoment erfordert. Ebenso ist eine Konstruktion bekannt, bei der ein Kugelsegment gegen einen axial im Gehäuse verstellbaren Sitz, der an der Stirnseite eine entsprechende kugelförmige korrespondierende Ausbildung aufweist, wirkt. Auch diese Konstruktion ist sehr aufwendig und erfordert aufgrund des ausschwenkbaren Kugelsegmentes eine große Baulänge. Andere Konstruktionen basieren auf entsprechend ausgebildeten Dichtflächen, wobei die Klappe den korrespondierenden Radius zu dem im Gehäuse befindlichen aufweist oder gegen eine zylindrische Dichtfläche schließt und im Durchmesser die entsprechende Abstimmung vorgenommen wird. Diese Konstruktionen sind einerseits sehr aufwendig und andererseits ergeben sich Schwierigkeiten bei erhöhten Temperaturen hinsichtlich Betätigung und Dichtheit.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Klappenabsperrventil der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ohne den bei. Metall auf Metall notwendigen erhöhten Einpaßarbeiten und den sich daraus ergebenden

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Folgeschwierigkeiten das Klappenabsperrventil für die betrieblichen Erfordernisse dicht schließt und Temperaturdifferenzen sich nicht nachteilig auf die Funktion auswirken.

Diese Erfindungsaufgäbe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß im Gehäuse ein metallisches Federelement angeordnet ist, das gleichzeitig als Dichtungselement gegenüber der Klappe ausgebildet ist.

Das Federelement weist; an der Innenseite die· korrespondierende kugelige oder radiale Ausbildung zum Klappenrand auf und führt somit die Dichtfunktion aus. Da das Federelement radial nachgiebig angeordnet ist, entfällt die sonst notwendige Einpaßarbeit und ebenso können die Temperatureinwirkungen ausgeglichen werden.

Von weiterem Vorteil ist die Gestaltung des Federelementes mit nach innen gerichteten Dichtlippen. Hierbei übernimmt wiederum das Federelement die radiale Nachgiebigkeit bzw. Durchmesserüberbrückung und die Dichtlippen bewirken eine erhöhte Dichtheit.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung, der Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

In den Figuren 1 bis 4 ist die Erfindung an Ausführungsformen beispielsweise dargestellt, ohne auf diese Ausführungsformen beschränkt zu sein.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Klappenabsperrventil im Schnitt, bei dem das Federelement an der Innenseite kugelig als Dichtungselement ausgebildet ist,

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform gem. Fig·. I, Jedoch sind an der Innenseite Abdichtleisten vorgesehen,

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform wie Fig. 2, jedoch mit einer zusätzlichen Abstützung gegenüber den Abdichtleisten,

Fig. 4 zeigt eine Ausfuhrungsform bei der das Federeleme'nt mit Dichtlippen versehen ist.

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Die Fig. 1 zeigt ein Klappenabsperrventil im Schnitt, Im Gehäuse 1 ist ein Federelement 2, das zweckmäßig aus Edelstahl besteht, angeordnet, welches an der Innenseite einen kugeligen Dichtbereich 2a aufweist. Die Klappe 3 ist form- oder kraftschlüssig mit der Welle oder Zapfen drehbar verbunden, beidseits im Gehäuse 1 gelagert und über Dichtungselemente -in der Zeichnung nicht dargestellt- gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Klappe 3 und Welle 4 bzw. Zapfen können auch aus einem Stück bestehen, wenn das Gehäuse 1 geteilt ist. Die Klappe J ist am Umfang kugelig bzw. radial, korrespondierend zum Dichtbereich 2a des Federelementes 2 ausgebildet. Das Federelemt 2 weist gem. Fig 1 seitlich Flansche 2b auf. In diesem Fall ist das Gehäuse 1 geteilt. Zwischen Federelement 2 und Gehäuse 1 verbleibt ein Spalt 5, wobei sich das Federelement 2 auf dem im Gehäuse 1 vorgesehenen umlaufenden Schultern la abstützt. Die umlaufenden Schultern la können auch entfallen. In diesem Fall stutzt sich das Federelement 2 flanschseitig an der im Gehäuse vorgesehenen Eindrehung Ib ab. Hierbei wirkt die Federung bereits von den Flanschen 2b aus. Das Federelement 2 bzw, der Dichtbereich 2a weist einen geringfügig kleineren Durchmesser auf als der Durchmesser der Klappe 3. Beim Schließen der Klappe 3 weicht somit das Federelement in den Spalt 5 aus. Im geschlossenen Zustand der Klappe 3 wirkt sich somit einerseits die Ruckstellkraft des Federelementes 2 als Dichtkraft aus, andererseits ist über Spalt 5 die Überbrückung der Durchmesserdifferenz zwischen Klappe 3 und Federelement 2 bzw. Dichtbereich 2a gewährleistet. Da nur das Federelement 2 relativ dünnwandig ist, das Gehäuse 1 jedoch als Ummantelung wirkt, kann der Einsatz auch im höheren Druckbereich erfolgen. Auch ist es möglich, das Federelement 2 zur Reduzierung des Öffnungs- und Schließmomentes mindest an der der Klappe 3 zugekehrten Seite zu plattieren bzw. mit einem anderen Werkstoff zu beschichten. Das gleiche kann auch an der Klappe 3 bzw. mindest am Dichtbereich der -Klappe 3 vorgenommen werden.

In der Fig. 2 ist das Federelement 2 als im Gehäuse 1 einschiebbare Patrone vorgesehen. Das Gehäuse 1 ist in diesem Fall ungeteilt. Das Gehäuse 1 weist keine umlaufendenSchultern la auf, dafür ist das Federelement 2 mit umlaufenden Schultern 2d versehen. Anstatt dem kugeligen bzw. radialen Dichtberedch 2a weist das Federelement 2

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umlaufende, im Querschnitt vorteilhaft radienförmige Abdichtleisten 2c auf. Die Abdichtleisten können jedoch k-e-aae-a im Querschnitt auch rechteckig oder trapezförmig ausgeführt sein. Die Abdichtleisten 2c liegen im Schwenkbereich der ümfangsfläche der Klappe 3 und fuhren in Schließstellung der Klappe 3 eine linienförmige Abdichtung herbei. Die Punktion ist die gleiche wie in Fig. 1 beschrieben. Da das Federelement 2 keine seitlichen Flansche 2 aufweist, wird die Abdichtung zwischen Federelement -2 und Gehäuse 1 entweder über die bei der Montage zwischen 2 Flanschen üblichen Dichtung vorgenommen oder es wird radial eine Dichtung im Bereich der umlaufenden Schultern 2d gegenüber dem Gehäuse 1 vorgesehen. Diese allgemein verständliche Maßnahme ist in der Zeichnung nicht weiter dargestellt.

Die Fig. 3 entspricht der Fig. 2, lediglich ist am Federelement 2 gegenüberliegend der Dichtleisten 2c in der Mitte, in Spalt 5 hineinragend, eine umlaufende oder auch nur bis zum Lagerbereich gehende Stützleiste 2e vorgesehen. Diese Stützleiste 2e ist zweckmäßiger Weise im Durchmesser etwas Kleiner gehalten als die umlaufenden Schultern 2d. Beim Schließvorgang bewirkt diese Stützleiste 2e somit noch einen geringen Nachdruck auf die Dichtleisten 2c. Weiterhin ist das Federelement 2 in eiriVungeteiltes Gehäuse 1 eingeschoben und seitlich über eine Schweißnaht bzw. Dichtnaht 8 mit dem Gehäuse 1 verschweißt. Sofern vom Grundwerkstoff des Gehäuses 1 her bedingt ein unmittelbares Verschweißen nicht möglich ist, kann zumindest an einer Seite ein Flansch 2b seitlich oder auch radial an der Innenseite im montierten Zustand an das Federelement 2 angesetzt und verschweißt werden. An der zweiten Seite kann ebenso verfahren werden oder das Federelement 2 wird direkt an der einen' Seite mit einem Flansch 2b versehen, so daß ein Einschieben in das Gehäuse 1 möglich ist. Beim Auswechseln des Dichtungsfutters 2 ist es lediglich erforderlich, die Schweißnaht seitlich bzw. radial entsprechend auszudrehen.

In Fig. A- weist das Federelement 2 einen umlaufenden Steg 6 auf, der mit Dichtlippen 7 versehen ist. Umlaufender Steg 6 mit Dichtlippen 7 sind auch um den Lagerb'ereich entsprechend umlaufend gestaltet. Hierbei wird wiederum die Höhenbewegung zur Durchmesserüberbrückung von dem Bereich 2f des des Federelement es 2 übernommen, wogegen die Dichtlippen 7 zur besseren Dichtwirkung dienen, in dem sie vom

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Medium her druckmäßig beaufschlagt werden.

Gemäß Pig. 5 ist es auch möglich, das Federelement 2 mit einer Hülse 9 z.B. durch Schweißnaht Io zu verbinden und den Zapfen 4 in dieser mittels einer Dichtung 11 abzudichten.

Der Spalt 5 soll zweckmäßig jeweils nur so groß bemessen sein, daß im geschlossenen Zustand der Klappe 5 die dem Gehäuse 1 zugekehrte Seite des Federelementes 2 mit dem höchsten Durchbiegungspunkt nahezu an der Innenseite des Gehäuse 1 anliegt. Zur Erhöhung der Anpreßkraft des li'ederelementes 2 an die Klappe 3 ist es auch möglich, daß der Spalt 5 z.B. über eine Bohrung durch das Gehäuse 1 mit einem hydraulischen System verbunden und in Schließstellung mit Druck beaufschlagt wird. Diese allgemein verständliche Möglichkeit ist nicht weiter in einem Ausfuhrungsbeispiel dargestellt.

Pur kleine Nennweiten und niedere Drucke besteht auch die Möglichkeit, daß aufgrund der kugeligen Ausbildung des Dichtungsbereiches 2a Welle bzw. Zapfen 4 entfallen und lediglich von einer Seite ein Betätigungszapfen mit Mitnehmer vorgesehen wird oder dieser mit Klappe 3 ein Teil bildet. Durch die relativ große Segmenthöhe im kugeligen Dichtbereich 2a des Federelementes 2, insbesondere im Kalottenbereich 2g werden niedere Drücke axial sicher abgefangen. Zur Reduzierung des Betätigungsmomentes und auch zur Erzielung einer guten Dichtheit ist es wiederum möglich, die Dichtfläche der Klappe 3 und/oder des Dichtungsbereiches 2a des Federelementes 2 zu plattieren oder mit einem anderen Werkstoff, z.B. auch auf Kunststoffbasis zu beschichten. Im Verbundsystem werden Metall/Kunststoff-Kombinationen auch bereits bei relativ hohen Temperaturen mit Erfolg eingesetzt. Das Gehäuse 1 kann in diesem Fall geteilt oder ungeteilt ausgeführt sein.

Alle hier beschriebenen Merkmale können auch gegenseitig kombiniert werden.

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Claims

Patentansprüche :

ί1)yKlappenabsperrventil zum Absperren und Regeln fur Rohrleitungen und dgl. mit einer schwenkbar.im Gehäuse gelagerten Klappe und einem metallischem Dichtungselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einem sich an der Innenseite des Gehäuse (1) beidseits abstützenden und über die gesamte Breite oder einem Teil der gesamten Breite des Gehäuse (1) reichenden metallischen Federelements (2) versehen ist und das an der der Klappe (3) zugekehrten Seite gleichzeitig als Dichtungselement ausgebildet ist.
2) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuse (1) und Federelement (2) ein Spalt (5) besteht.
3) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Federelement (2) auf den umlaufenden Schultern (la) des Gehäuse (1) oder den umlaufenden Schultern (2d) des Federelementes (2) oder an der Eindrehung (Ib) des Gehäuse (1) jeweils am Gehäuse (1) abstutzt und die abstützenden Schultern (la oder 2d) bzw. Eindrehung (Ib) die Breite des Spaltes (5) begrenzen.
4) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (2) an der der Klappe (3) zugekehrten Seite eine kugelige bzw. radiale Dichtfläche (2a) aufweist.
5) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (2) an der der Klappe (3) zugekehrten -Seite mindest eine Dichtleiste (2c) aufweist.
6) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (2) an der dem Gehäuse (1) zugekehrten Seite eine Stützleiste (2e) aufweist.
7) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (2) an der der Klappe (3) zugekehrten Seite einen umlaufenden Steg (6) mit mindest einer Dichtlippe (7) aufweist.
8) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (2) seitlich Flansche (2b) oder mindest einen Flansch (2b) aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED
9) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu mindest 1 Flansch (2b) mit dem Federelement (2) mittels Schweißnaht verbunden ist.
10) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (2) mindest an einer Seite mittels Schweißnaht mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.
11) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis lo,dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (2) mit mindest einer Hülse (9) z.B. über, eine Schweißnaht (lo) verbunden ist.
12) Klappenabaperrventil nach Anspruch 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (4) im Bereich der Hülse (9) abgedichtet ist. *
13) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 12,dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (3) im kugeligen Dichtbereich (2a,'2g) des Federelementes (2) axial gesichert ist.
Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (3) nur mit einem Lagerzapfen (4) versehen ist, der mit der Klappe (3) formschlüssig in Verbindung steht oder mit dieser ein Teil bildet und als Betätigungszapfen ausgebildet ist.
15) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 14,dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (2) und/oder Klappe (3) mindest im Dichtbereich plattiert oder mit einem anderen Werkstoff, z.B. auch auf Kunststoffbasis beschichtet sind oder in Verbund stehen.
16) Klappenabsperrventil nach Anspruch 1 bis 15,dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (5) z.B. über eine Bohrung im Gehäuse (1) mit einem hydraulischen System in Verbindung steht.

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