DE2848116A1

DE2848116A1 - Selbsteinschleifendes ventil

Info

Publication number: DE2848116A1
Application number: DE19782848116
Authority: DE
Inventors: Millard Borden Crawford
Original assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Current assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1978-11-06
Publication date: 1979-06-07
Also published as: IT1101301B; YU279378A; AU4105678A; JPS5486821A; GB2010447A; FR2410774A1; CA1079256A; ES475734A1; GB2010447B; FR2410774B1; US4177825A; IT7830518A0; AU518888B2

Description

Patentanwälte

Dipl. Ing. I;*-»:?-j urges. Müller Dr. rsr. u&c. 'ilisrna:? Γ :resdt

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KAISER ALUMINIUM & CHEMICAL CORPORATION

300 Lakeside Drive

Oakland, California (V.St.A.)

- Case 6283 -

Selbsteinschleifendes Ventil

809823/0586

Kaiser .AIuP¹InIuT" & Chemical Corporation

- Case 6283 -

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein selbsteinschleifendes Ventil mit einem Ventilgehäuse, einem Ventilsitz und einem mit diesem zusammenwirkenden Ventilteller.

In der chemischen VerfahrensIndustrie, insbesondere wenn korrodierende Flüssigkeiten, Laugen und/oder breiartige Massen behandelt und durch verschiedene Arten von Rohrleitungen transportiert werden, sind besondere Ventile zum Steuern des Materialflusses durch das Rohrsystem erforderlich. Abhängig von Größe und Material kann ein einzelnes Ventil außerordentlich teuer sein. Viele der durch die Rohrleitungen transportierten Flüssigkeiten enthalten gelöste Stoffe, die unter bestimmten Bedingungen Kesselstein, Schlacken oder Krusten bilden. Eine solche Schlackenbildung ist äußerst unerwünscht in Steuerventilen, weil sich die Schlacken oder Krusten auf den Ventilsitzen aufbauen, ebenso um andere bewegliche Teile des Ventils, was zu Fehlfunktipnen und Ausfall des Ventiles führen kann. Die Bildung von Schlacken oder Krusten in Ventilsitzen verhindert ein vollständiges Schließen der Ventile, was zu einer Leckage führt und diese Leckage ist besonders stark bei unter Druck stehenden Flüssigkeiten. Ventilteller und andere bewegliche Ventilteile, die mit Schlacken oder Krusten besetzt sind, können zum Festfressen des Ventils und zum vollständigen Ausfall der Ventile führen.

Es wurden Versuche gemacht, um selbsteinschleifende Ventile zu schaffen, die beim Schließen und/oder öffnen einen Schleifvorgang am Sitz ausführen. Dieser Schleifvorgang säubert unter anderem den Ventilsitz, ermöglicht ein volles

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Aufsitzen des Ventiltellers und/oder erlaubt das Anheben der verkrusteten Ventilteller, indem dieser vom Sitz durch Schleifwirkung abgehoben wird. Selbsteinschleifende Ventile dieser Art sind in den US-Patenten 1 991 621; 2 996 075; 3 071 149; 3 220 431 und 3 311 121 beschrieben. Die Ventile nach diesen Patenten arbeiten jedoch aus einer Anzahl von Gründen nicht zufriedenstellend, z.B. wegen der hohen Kosten, der aufwendigen Wartung und wegen den hohen benötigten Drehmomenten. Beispielsweise zeigt das US-Patent 2 996 075 ein selbsteinschleifendes Ventil, bei welchem ein Mechanismus vorgesehen ist, der eine Schleifbewegung oder Drehung der Ventilscheibe mittels eines rotierenden Ventilschaftes ermöglicht. Die nicht-drehende Sitzbewegung wird erreicht durch Arretieren des Schaftes gegen Rotation und Aufbringen einer starken Schließkraft. Der diesen Betrieb steuernde Mechanismus umfaßt einen Drehmomentwandler, der aus einem hufeisenförmigen Zapfen besteht, den die Betätigungsperson in den Ventilschaft einsetzen oder aus ihm entfernen kann, abhängig von der Art der gewünschten Operation. Obwohl diese Einrichtung einigermaßen eine Säuberung des Ventilsitzes ermöglicht, ist der Aufbau und die Wirkungsweise dieses Ventils sehr kompliziert und es ist keine Vorsorge getroffen, die inneren beweglichen Teile des Ventils gegen korrodierende Wirkungen und Krustenbildung durch die Fluide, die diese Ventilteile berühren, zu schützen.

Das US-Patent 3 071 149 beschreibt ein selbsteinschleifendes Ventil, das, obwohl durch die Schleifwirkung einigermaßen eine Säuberung des Ventilsitzes ermöglicht wird, ebenfalls keinen Schutz gegen Korrosion der bewegten Teile bzw. die Teile aufweist, die zum Schließen oder öffnen des Ventils das erforderliche Drehmoment aufbringen. Die US-Patente 3 220 431 und 3 311 121 beschreiben komplexe und nur schwer zu wartende selbsteinschleifende Ventile, bei denen die lineare Bewegung

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des Ventilschaftes durch eine Antriebseinrichtung bewirkt wird, die getrennt von der Antriebseinrichtung ist, die für die Drehbewegung oder Einschleifbewegung des Ventiltellers erforderlich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Nachteile der vorstehend genannten Ventile vermeidet, das relativ einfach aufgebaut ist und einen einfachen Betrieb und eine einfache Wartung ermöglicht.

Es kann in Verbindung mit hydraulischen oder elektrischen Motoren verwendet werden. Es umfaßt ferner eine zum Kuppeln und Entkuppeln der Ventilscheibe relativ zum Ventilschaft, um diesen beim Ende des Schleifvorganges auszukuppeln, so daß eine maximale Kraft auf den Ventilteller ausgeübt werden kann, um diesen auf den Sitz zu drücken.

Die wichtigen bewegten Teile des Ventils, wie der Ventilschaft und die inneren Teile des Ventiltellers sind effektiv gegen krustenbildendes Material geschützt, so daß die Lebensdauer des Ventils beträchtlich verlängert wird, ohne seine Leistungsfähigkeit zu verringern.

Das erfindungsgemäße Ventil eignet sich besonders zur Verarbeitung von Tonerde, die kaustische Lösungen enthält, die beim Bayer-Prozess bei der Verarbeitung von Bauxit-Erzen auftreten, bei welchem Verfahren diese Materialien in weitem Umfang durch Rohrleitungen gepumpt werden und Ventile zur Steuerung erforderlich sind. Bei diesem Verfahren können sich Anhäufungen von hydrierter Tonerde, Alkali oder Kieselerde, oder Verkrustungen aus diesen Stoffen an den benetzten Oberilachen der Ventile bilden, insbesondere an den Ventilsitzen, es sei denn, es werden teure und umfangreiche Wartungs-

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arbeiten vorgenommen.

Das erfindungsgemäße seIbsteinschleifende Ventil kann einfach an einen Hydraulikmotor oder dergleichen angeschlossen werden. Es ist mit einem verbesserten, aus Segmenten bestehenden Schaft und einer verbesserten Kupplung zwischen dem Ventilschaft und der schleifenden Scheibe versehen.

Obwohl in der nachfolgenden Beschreibung das Ventil hauptsächlich in Verbindung mit der Behandlung von Laugen erläutert wird, die beim Bayer-Prozess von Bauxit entstehen, ist festzuhalten, daß das Ventil auch bei zahlreichen anderen Verfahren verwendet werden kann, bei denen eine Schlacken- oder Krustenbildung auftritt, wie z.B. bei der Produktion von Alkalikarbonaten und Hydroxiden, bei teer-oder pechbildenden oder -enthaltenden Materialien usw.. Das Ventil kann jede geeignete Größe haben, abhängig von den gewünschten Resultaten, und während in der Beschreibung das Ventil mechanisch an einen geeigneten Hydraulikmotor angeschlossen ist, kann es auch manuell betätigt werden.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 in einem vertikalen Schnitt ein Ventil zeigt, dessen Ventilteller vom Ventilsitz abgehoben ist, wobei der Ventilschaft leicht gedreht worden ist, um die Abwärtsbewegung einzuleiten, unmittelbar vor der Einkupplung der Ansätze an den Schaftsegmenten.

Fig. 2 zeigt vergrößert, teilweise perspektivisch, teilweise im Schnitt den Ventilteller und den unteren Abschnitt des Ventilschaftes sowie die Kopplung zwischen beiden.

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Fig. 3 zeigt einen Schnitt wie Fig. 1, wobei jedoch der Ventilteller sich in seiner Anfangsschleifposition befindet.

Fig. 4 ist ein Schnitt ähnlich demjenigen der Fig. 1 und 3, wobei die Wirkungsweise der schwimmenden Kupplung dargestellt ist, um den Ventilschaft von dem Ventilteller vor dem endgültigen Aufsetzen des Ventiltellers auf den Sitz zu trennen.

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 1. Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 von Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 besteht das Ventil 10 im wesentlichen aus einem Gehäuse 12 und einem Deckel 14. Der Deckel ist mit Hilfe von Schrauben 18 an einen Flansch 16 des Gehäuses 12 angeschraubt. Der Deckel 14 hat einen Bodenabschnitt 22, der mit einer mittleren abgestuften öffnung 24 versehen ist, die eine Stopfbüchsenpackung 26 und eine Halterung 25 hierfür aufnimmt. In der Stopfbüchsenhalterung 25 ist eine Hülse 27 verschiebbar angeordnet, die den unteren Abschnitt 28 eines drehbaren Ventilschaftes 30 umgibt, die ein oberes Ventilschaftsegment 31 umfaßt. Die Hülse 27 hat einen ringförmigen Fuß 32, der integral am oberen Teil der Hülse angeformt sein kann.

Das obere Ende des Ventilschaftsegmentes 28 hat ein Innengewinde, um teleskopartig den kleinen mit Außengewinde versehenen Spindelabschnitt 31' des oberen SchaftSegmentes 31 aufzunehmen. Der Hauptteil des oberen Schaftes 31 besteht aus einem mit Außengewinde versehenen Abschnitt 36 und dieser Gewindeabschnitt 36 greift in ein mit Innengewinde versehenes

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und einen Bund besitzendes Drucklager 38 ein, das im oberen Teil des Deckels 14 durch eine Feder vorbelastet ist. Das Drucklager 38 ist mit einer Reihe von Schraubenfedern 40 versehen, die gemäß einer vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung an einer Kappe 42 des Deckels 14 und dem Flansch 44 des Drucklagers 38 anliegen. Die Abwärtsbewegungen des Flansches 44 und damit des Drucklagers 38 werden begrenzt durch einen Anschlag 45, der fest an und innerhalb des oberen Teiles des Deckels 14 befestigt ist. Das oberste Ende 46 des Schaftabschnittes 31 kann entweder mit einem manuell betätigbaren Knopf versehen sein oder, wie dargestellt, mit einem geeigneten Antriebsritzel· 47, das über ein geeignetes Zahnradgetriebe 47'mit einem nicht-gezeigten Hydraulikmotor verbunden sein kann.

Wie insbesondere die Fig. 3 und 4 zeigen, schützt die Hülse 27 den Schaftabschnitt 28 vor direktem Kontakt mit korrodierenden Materialien, wie z.B. kaustischen Laugen, die durch den Innenraum des Ventilgehäuses strömen. Diese Hülse hat eine solche Länge, daß sie auch dann das Schaftsegment 28 schützt, unabhängig von den verschiedenen höheren oder tieferen Positionen, die das Schaftsegment 28 einnehmen kann. Ein Ventilteller 48 ist am Fuß 32 des Ventilschaftes mit Hilfe von Schrauben 49 angebracht.

Die Schutzhülse 27 und das Ventilschaftsegment 28 sind relativ zum Ventilteller 48 mit Hilfe einer relativ steifen Druckfeder 50 elastisch vorgespannt, die einen Stutzen 52 umgreift, der am unteren Ende des SchaftSegmentes 28 angebracht oder angeordnet ist und die in einer abgestuften Aussparung 54 des Ventiltellers 48 liegt, wie insbesondere Fig. 2 zeigt. Der obere Teil 60 der Aussparung 54 bildet eine ringförmige Kugellaufbahn oder Nute 60, die sich öffnet in und in ständiger offener Verbindung mit einem Paar vertikaler Nuten 64 im Fuß 32

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der Hülse 27 steht. Kugeln 66 sind innerhalb vertikaler Nuten 64 durch die Druckfeder 50 vorbelastet bis zu dem Zeitpunkt, in welchem der Stutzen 52 des Schaftabschnittes 28,der gegen die Feder 50 wirkt, in der Aussparung 54 aufsitzt wenn der Ventilschaft 30 während dem endgültigen Aufsitzen des Ventiltellers 48 auf seinem Sitz S sich nach unten bewegt.

Wenn der Ventilteller endgültig auf seinem Ventilsitz aufsitzt, haben die Kugeln 66, die im Schaftabschnitt 28 angeordnet sind, ihre entsprechenden vertikalen Nuten verlassen und sind in die Kugellaufbahn oder Nut 60 eingetreten, in welcher sie sich frei in ümfangsrichtung drehen können. Diese Tätigkeit der Kugeln 66 führt zu einer Entkopplung oder Trennung des Ventiltellers 48 relativ zum Schaftsegment 28 und zu einer Unterbrechung bzw. einem Abbruch der weiteren Drehbewegung des Tellers 48, obwohl der Ventilschaft 30 seine Drehbewegung fortsetzen kann während er sich abwärtsbewegt und gleichzeitig den Ventilteller 48 fest gegen dessen Sitz S andrückt.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die Kugeln 66 zusammen mit der Feder 50, den vertikalen Nuten 64 und der Kugellaufbahn 60 zusammenwirken, um eine schwimmende Kupplung zu bilden, die einen gesteuerten und selektiven Eingriff und Ausgriff des Ventilschaftes mit dem Ventilteller während des Schließens des Ventiltellers 48 bewirkt. Die vollständige Wirkungsweise dieser Kupplung wird nachfolgend noch im einzelnen beschrieben. In der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird angenommen, daß wenigstens zwei Kugeln um 180° versetzt zueinander angeordnet sind, um die horizontale und die vertikale Bewegung des Schaftes 30 relativ zum Ventilteller zu stabilisieren, es kann jedoch auch jede beliebige, geeignete Anzahl solcher Kugeln verwendet werden.

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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die zusammenwirkenden Abschnitte der beiden verschiedenen Ventilschaftsegmente 28 und 30 mit gegenüberliegenden Ansätzen oder Nasen 70 versehen. Die Nasen 70 sind so bearbeitet oder an den entsprechenden zusammenwirkenden Ventilschaftabschnitten befestigt, daß ein Abschnitt um einen kleinen gewählten Betrag relativ zum anderen Abschnitt gedreht werden kann, ehe diese Nasen in Kontakt gelangen und die Ventilschaftabschnitte koppeln, wodurch die Ventilschaftabschnitte oder -segmente dann in derselben Richtung als eine Einheit sich drehen.

Diese Kupplungsnasen sind insbesondere wichtig während der anfänglichen öffnung des Ventils, da sie zu diesem Zeitpunkt als Kraftentlastungsmechanismus wirken. Das heißt, die momentane freie Bewegung oder leichte selektive Drehung und Aufwärtsbewegung des oberen Segmentes 31 schafft eine Entlastung der Abwärtskraft, die durch den Schaft 30 auf den Ventilteller ausgeübt wird. Als Folge hiervon ist der Ventilschaft 30 in der Lage, relativ leicht und frei während der einleitenden öffnung des Ventiles sich zu drehen, da er die Reibung nicht überwinden muß, die durch die Sitzkraft hervorgerufen wird, die durch den Teller 48 auf den Sitz S ausgeübt wird.

Vor einer vollen Beschreibung der Wirkungsweise des Ventiles soll zunächst die Funktion der Druckfedern 40 erläutert werden, die zwischen der Kappe 42 und dem Bund 44 der Druckhülae 38 angeordnet sind. Die am Umfang angeordneten Federn üben eine gewählte oder vorgegebene abwärtsgerichtete Kraft auf die Büchse 38 aus, welche infolge der Gewindeverbindung zwischen der Büchse 38 und dem oberen Ventilschaftsegment 31 auf den Schaft 30 übertragen wird. Dies bedeutet dann während des EinschleifVorganges am Sitz,der in der Anfangsphase des

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Aufsetzens und Lösens des Ventiltellers auf den bzw. von dem Sitz S stattfindet, daß die entsprechende Kraft über den Schaft auf den Ventilteller aufgebracht wird, damit der letztere wirksam den Schleifvorgang ausführen kann.

Nach einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist die Steifigkeit der Federn 40 und der Feder 50 so in Beziehung zueinander gesetzt und eingestellt, daß die kombinierte Steifigkeit aller Federn der Federanordnung 40 nicht ausreicht, um die Steifigkeit der Feder 50 zu überwinden.

Die Wirkungsweise des Ventils wird nachfolgend insbesondere anhand der Fig. 1, 3 und 4 beschrieben. Angenommen, wie in Fig. 1 gezeigt, daß der Ventilteller 48 sich in seiner voll abgehobenen Position befindet, wird von der Betätigungsperson zuerst die hydraulische Energiequelle (nicht gezeigt) betätigt, um die gewünschte Drehung des oberen Ventilschaftes 31 über das Getriebe 47' zu erreichen, das mit dem Zahnrad gekoppelt ist, das am oberen Schaftabschnitt 31 des Ventilschaftes 30 angebracht ist. Die Anfangsdrehung des unteren Schaftsegmentes 28 wird leicht verzögert, bis zu dem Zeitpunkt, in welchem die Nasen 70 an den gegenüberliegenden Abschnitten der Ventilschaftsegmente 31 und 38 in Kontakt miteinander gelangen und eine volle Kopplung derselben bewirkt wird. Die leichte Verzögerung in der Drehung des Schaftsegmentes 28 und die teilweise Drehung des oberen Schaftsegmentes 31 erzeugt die gewünschte Entlastung der Schließkraft auf den Ventilteller 48.

Wenn die Schaftanordnung 30 sich nach unten bewegt, wird die Hülse 27 zusammen mit dem Ventilteller 48 ebenfalls abwärtsbewegt und gleichzeitig gedreht wegen der Kupplungswirkung der Kugeln 66 in den Nuten 64, sowie der Vorspannwirkung der Feder 50 gegen das Schaftsegment 28 und den

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Ventilteller 48. Es ist diese Vorspannwirkung, die die Kugeln 66 in den vertikalen Nuten 64 und das Schaftsegment 28 in ainer voll ausgefahrenen Position relativ zum Teller 48 und der Hülse 27 hält.

Diese vereinigte Rotationsbewegung und Abwärtsbewegung des Schaftes 30, des Tellers 48 und der Hülse 27 wird fortgesetzt bis die Steifigkeit der Feder 50 voll überwunden wird von der Druckkraft, die von dem Schaftsegment 28 auf die Feder 50 ausgeübt wird, wenn der Ansatz 52 des Schaftsegmentes 28 sich abwärts bewegt und am Boden der Aussparung 54 des Ventiltellers 48 anstößt. Dieses Anstoßen des Ansatzes 52 erfolgt in einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem ersten Kontakt des Ventiltellers mit dem Sitz S und nachdem eine vorgegebene Schleifwirkung auf den Sitz ausgeübt worden ist.

Wenn dieses Aufstoßen des Stutzens 52 erfolgt, werden das Schaftsegment 28 und der Ventilteller 48 ausgekuppelt, die Drehung des Ventiltellers und das Schleifen des Ventilsitzes wird abgebrochen, obwohl weiterhin eine abwärts gerichtete Kraft auf den Ventilteller 48 ausgeübt wird. Dies ist eine Folge der Bewegung der Kugeln 66 in der Nut oder Laufbahn 60. Während der Anfangsphase des Kontaktes von Ventilteller und Ventilsitz wird somit der Ventilsitz geschliffen infolge der zwangsweisen Kopplung des Ventilschaftes mit dem Ventilteller.

Beim öffnen des Ventiles jedoch erfolgt der umgekehrte Vorgang. Die Anfangsdrehung des oberen Segmentes 31 in entgegengesetzter Richtung gegenüber der, die die Abwärtsbewegung des Ventiltellers zur Folge hatte, führt nun zu einer Drehung der Nase 70, die am Schaftsegment 31 angebracht ist, ohne irgendeine entsprechende Bewegung des Schaftsegmentes 28 bis

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zu dem Zeitpunkt, in welchem die Nasen 70 an beiden Schaftsegmenten voll gekoppelt sind.

Während dieser selben Anfangsperiode wird die Anfangskraft bzw. der Druck auf den auf dem Ventilsitz aufsitzenden Ventilteller entlastet, so daß die Drehbewegung und das volle Drehmoment des Schaftes 30 wirksam ausgenutzt werden kann und nicht verbraucht wird zum Überwinden der Reibung infolge der Schließkraft zwischen Ventilteller und Ventilsitz, und zwar in dem Zeitpunkt, in welchem der Ventilteller vom Sitz abgehoben werden soll. Durch diese Kraftentlastung infolge der Verwendung der Nasen 70 wird erreicht, daß die Anfangsdrehung des SchaftSegmentes 31 den Ventilteller von seinem Sitz freimachen kann, ehe das Schleifen des Sitzes beginnt. Diese verzögerte Wirkung vermeidet ferner ein Ankleben oder Festbacken des Ventiltellers am Ventilsitz insbesondere während der Einleitung des Öffnungsvorganges, und es werden der Antriebsmotor und das dazwischengeschaltete Getriebe weniger beansprucht.

Wenn sich der Ventilteller 4 8 nach oben bewegt, sucht die Feder 50 das Schaftsegment 28 aus der Aussparung 54 und die Kugeln 66 aus der Laufbahn 60 herauszudrücken und zurück in ihre vertikalen Nuten 64, wodurch der Ventilteller 48 und das Schaftsegment 28 wieder gekoppelt werden zur gleichzeitigen Drehbewegung und zum Schleifen des Sitzes.

Bei fortgesetzter Drehung des Schaftes wird der Ventilteller aufwärts und weg von seinem Sitz bewegt bis er in die gewünschte Position angehoben ist, in welcher er die Durchströmung des Materials, wie z.B. kaustische Lauge_/durch das Ventilgehäuse nicht behindert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der

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untere Abschnitt des Ventiltellers 48, der den Ventilsitz S berührt, mit einem Schleifeinsatz 71 ausgerüstet sein, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, der aus einem harten Material bestehen kann, z.B. einer Metall-Legierung auf Kobaltbasis, die unter dem Warenzeichen "Sterlite-6" von der Firma Linde Products Company verkauft wird.

Das beschriebene Ventil kann wegen seiner Einfachheit in Aufbau und Wirkungsweise leicht ferngesteuert werden und in einen computergesteuerten Prozessablauf integriert werden. Es kann in Verbindung mit einem konventionellen Motor, z.B. niederer Drehzahl und hohem Drehmoment, verwendet werden.

Das solbstschleifende Ventil ist mit gegen Korrosion schützenden Mitteln versehen und einer Kupplung zwischen Ventilschaft und Ventilteller, wodurch, wenn der Ventilteller in Kontakt mit seinem Ventilsitz gebracht wird, durch eine Drehung des Ventiltellers ein Schleifen des Sitzes bewirkt wird, worauf der Ventilschaft vom Ventilteller getrennt wird. Wenn diese Trennung erfolgt ist, kann die volle Belastung des Schaftes auf den Ventilteller ausgeübt werden, um den gewünschten Sitz desselben zu erreichen. Der Ventilschaft besteht aus teleskopartig und mit Gewinde versehenen, ineinandergreifenden Abschnitten, durch welche die Kräfte entlastet werden, die verwendet werden, um den Ventilteller auf dem Ventilsitz zu halten beim anfänglichen öffnen des Ventils, wodurch das erforderliche Drehmoment zum Drehen und Abheben des Ventiltellers vom Ventilsitz reduziert und ein Festfressen des Ventiltellers am Sitz vermieden wird.

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Claims

Kaiser Aluminium & Chemical Corporation - Case 6283 - Patentansprüche

1. Selbstschleifendes Ventil mit einem Ventilgehäuse und einem Ventilsitz, sowie einem mit diesem zusammenwirkenden Ventilteller, durch den beim Schließen des Ventils eine Schleifwirkung auf den Ventilsitz ausgeübt wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen einschließlich eines Ventilschaftes zum Betätigen des Ventiltellers zum öffnen und Schließen des Ventils und zum selektiven Schleifen des Ventilsitzes, Einrichtungen zum Drehen des Ventilschaftes und zum Verschieben des Ventilschaftes relativ zum Ventilsitz, Einrichtungen zum Koppeln des Ventilschaftes mit dem Ventilteller mit Nut und Feder, um eine gesteuerte Drehung des Ventiltellers während des Schleifens des Ventilsitzes zu bewirken, und durch Einrichtungen zum Betätigen der Kupplung einschließlich Einrichtungen zum Vorspannen der Feder in der Nut, um bei Betätigung der Kupplung eine gleichzeitige Drehung des Ventilschaftes und des Ventiltellers und ein Schleifen des Ventilsitzes zu bewirken.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft aus Segmenten aufgebaut ist und zusammenwirkende, gegenüberliegende Teile der Segmente mit Kupplungsnasen versehen sind, die selektiv im Abstand zueinander angeordnet sind, um eine verzögerte Kupplung und lineare Verschiebung des Ventilschaftes bei der Anfangsdrehung von einem der Ventilschaftsegmente zu bewirken.

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3. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Drucklager, Einrichtungen zum Verbinden des Druckiagers mit dem Ventilschaft und Vorspanneinrichtungen zum Aufbringen einer abwärts gerichteten Kraft auf das Lager und auf den Ventilschaft sowie den Ventilteller während des SchleifVorganges am Ventilsitz.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft aus Schaftsegmenten besteht sowie Einrichtungen zum Zusammenkuppeln der Segmente.

5. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum selektiven Schleifen des Ventilsitzes wenn der Ventilteller in Kontakt mit dem Ventilsitz gelangt, Einrichtungen mit einem drehbaren Ventilschaft zum Betätigen des Ventiltellers zum öffnen und Schließen des Ventils und zum wahlweisen Schleifen des Ventilsitzes, eine Hülse für den Ventilschaft, die mit dem Ventilteller verbunden ist, Einrichtungen zum Drehen des Ventilschaftes, Einrichtungen zum Koppeln des Ventilschaftes mit dem Ventilteller, um den Ventilteller während des Schleifens des Ventilsitzes gesteuert zu drehen, einschließlich zusammenwirkenden Federeinrichtungen am Ventilschaft und Nuteinrichtungen an der Hülse, sowie durch Einrichtungen zum Betätigen der Kupplung einschließlich Einrichtungen zum Vorspannen der Feder in der Nut.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft aus Segmenten aufgebaut ist und zusammenwirkende, gegenüberliegende Teile der Segmente mit Kupplungsnasen versehen sind, die selektiv im Abstand zueinander liegen, um eine verzögerte Einkupplung und lineare Verschiebung der Ventilschaftsegmente bei Beginn der Drehung von einem der Ventilschaftsegmente zu erreichen.

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7. Ventil nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Drucklager, Einrichtungen zum Verbinden des Drucklagers mit dem Ventilschaft und Vorspanneinrichtungen, um eine abwärts gerichtete Kraft an das Lager und an den Ventilschaft sowie an den Ventilteller während des Schleifvorganges am Ventilsitz auszuüben.

8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller mit Einrichtungen versehen ist, durch die während des Kontaktes des Ventilsitzes mit dem Ventilteller ein selektives Schleifen des Ventilsitzes bewirkt wird, Einrichtungen mit einem drehbaren Ventilschaft zum Betätigen des Ventiltellers zum öffnen und Schließen des Ventiles und aö.ekiven Schleifen des Ventilsitzes, Einrichtungen zum Drehen des Ventilschaftes, Einrichtungen zum Kuppeln des Ventilschaftes mit dem Ventilteller, um eine Drehung des Ventiltellers während des Schleifens des Ventilsitzes zu bewirken, einschließlich Nut-und Federanordnungen, Einrichtungen zum Vorspannen der Feder in der Nut während der Betätigung der Kupplung sowie einer Schutzhülse, die mit dem Ventilschaft verbunden ist und diesen mindestens in dem Bereich umgibt, in dem ein Kontakt mit korrodierendem Material möglich ist.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft aus Segmenten besteht und zusammenwirkende, gegenüberliegende Teile der Segmente mit Kupplungsnasen versehen sind, die selektiv im Abstand zueinander angeordnet sind, um eine verzögerte Kupplung und lineare Verschiebung der Ventilschaftsegmente bei der Anfangsdrehung von einem der Segmente zu bewirken.

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10. Ventil nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Schublager, Einrichtungen zum Verbinden des Lagers mit dem Ventilschaft und Vorspanneinrichtungen zum Anlegen einer abwärts gerichteten Kraft an das Lager, den Ventilschaft und an den Ventilteller während des Schleifens des Ventilsitzes.

11. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller mit Einrichtungen versehen ist, um während seines Kontaktes mit dem Ventilsitz ein selektives Schleifen des letzteren zu bewirken, Einrichtungen mit einem drehbaren Ventilschaft zum Betätigen des Ventiltellers zum öffnen und Schließen des Ventils und selektivem Schleifen des Ventilsitzes, Einrichtungen zum Drehen des Ventilschaftes, Einrichtungen zum Koppeln des Ventilschaftes mit dem Ventilteller, um eine Drehung des Ventiltellers während des Schleifens des Ventilsitzes zu bewirken, Nut- und Federanordnungen, sowie Einrichtungen zum Vorspannen der Feder in die Nut während der Betätigung der Kupplung, ferner dadurch, daß die Federanordnung aus kugelförmigen Elementen besteht, die in die Nuten eingreifen.

12. Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft aus Segmenten aufgebaut ist und daß zusammenwirkende Teile der Segmente mit Kupplungsnasen versehen sind, die im Abstand zueinander so angeordnet sind, daß eine verzögerte Kupplung und lineare Verschiebung der Schaftsegmente bei der anfänglichen Drehung von einem der Schaftsegmente bewirkt wird.

13. Ventil nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein Schublager, Einrichtungen zum Verbinden des Lagers mit dem Ventilschaft, sowie Vorspanneinrichtungen

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zum Anlegen einer abwärts gerichteten Kraft an das Lager und an den Ventilschaft sowie an den Ventilteller während des Schleifens des Ventilsitzes.

14. Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft aus Segmenten besteht und Einrichtungen vorgesehen sind, um selektiv die Segmente des Ventilschaftes während dessen Drehung zu kuppeln.

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