DE2854331A1

DE2854331A1 - Drehfluegelventil

Info

Publication number: DE2854331A1
Application number: DE19782854331
Authority: DE
Inventors: Keiji Maezawa
Original assignee: Maezawa Kasei Kogyo KK
Current assignee: Maezawa Kasei Kogyo KK
Priority date: 1977-12-17
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1979-06-21
Also published as: GB2012396A; GB2012396B; FR2412016A1; JPS5494632U; US4241897A; DE2854331C2; IT1100748B; FR2412016B1; IT7830923A0

Description

PAT-SNTANWALTt=: A. GRUNECKER

CMPL-ING

H. KINKELDEY

OR-ING.

W. STOCKMAIR

DR-ING-A.E [CAOHH

K. SCHUMANN

DR REA NAT,- DffV-PHVS.

P. H. JAKOB

DlPL-ING.

G. BEZOLD

OR BBHWC-

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

Drehflügelventil

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Drehflügelventil zur Verwendung für Wasserrohre, die unterirdisch verlegt sind.

Die meisten der herkömmlichen Drehflügelventile, die für die Wasserversorgung und dergleichen verwendet werden,
sind aus Gußeisen hergestellt. Um die Verrohrungsanordnung zwischen dem Gußeisen-Drehflügelventil und Kunststoffrohren herzustellen, wird das Gußeisen-Drehflügelventil zuerst in ein Ventilgehäuse eingebracht, das aus Gußeisen hergestellt ist, und dann mit den Kunststoffrohren verbunden. Da allerdings das Ventilgehäuse ein schweres Gewicht aufweist,neigen die Kunststoffrohre dazu, nach Fertigstellung der Arbei-

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TELEFON (08Ö) 22 2862

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ten Risse bzw. Sprünge zu veranlassen und somit zu einer Leckstelle zu führen. Zeitweise wird ein Gewinde- bzw. Schnecken-tfiitersetzungsgetriebe verwendet, um die Schaltgeschwindigkeit des Ventils zu verlangsamen. In diesem Fall muß das Ventilgehäuse eine große Abmessung und somit ein großes Gewicht aufweisen, wobei es schwierig wird, die Arbeiten durchzuführen.

Um das Gewicht des Ventilgehäuses zu verringern, wird manchmal ein Ventilgehäuse verwendet, das aus einem Kunstharz hergestellt ist, in Verbindung mit einem Drehflügelventil, das in gleicher Weise aus einem Kunstharz hergestellt ist. Bei einer derartigen Vorrichtung sind Flansche an beiden offenen Enden des Kunstharz-Ventilgehäuses ausgebildet und sind mittels Maschinenschrauben mit passenden Flanschen von Mündungsstücken zum Ankoppeln der Wasserrohre verbunden, um hierdurch die Verbindung zwischen dem Ventilgehäuse und den Mündungsstücken herzustellen. In ähnlicher Weise werden die Mündungsstücke in eine Flanschverbindung mit den Wasserrohren gebracht. Allerdings besteht die Neigung zum Auftreten von Rissen an den Flanschen, weil diese stramm befestigt werden müssen, um eine Leckstelle zu verhindern. Zusätzlich ist die Herstellung einer Flanschverbindung selbst eine zeit- und arbeitsintensive Tätigkeit .

Die vorliegende Erfindung ist auf das Erzielen eines Dreh— flügelventiles gerichtet, das.frei von den obenerwähnten Schwierigkeiten ist. Bei einem erfindungsgemäßen Drehflügelventil wird das Gewicht des Ventilgehäuseabschnittes dadurch verringert, daß man eine Ventilplatte für ein Drehflügelventil, die aus Kunstharz hergestellt ist, in ein Ventilgehäuse einbringt, das aus Kunstharz hergestellt ist, wobei hohle, zylindrische Mündungsstücke, die aus Kunstharz hergestellt sind, einstückig an beiden Enden des aus Kunstharz hergestellten Ventilgehäuses geformt sind.

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Diese Anordnung erübrigt die mühsamen Verfahren, die bei einem herkömmlichen Drehflügelventil erforderlich waren und die Verfahrensschritte umfassen, die Mündungsstücke an beiden Enden des Ventilgehäuses anzusetzen und dann diese Flanschabschnitte an verschiedenen Stellen mittels Schrauben zu befestigen, und die Erfindung verhindert somit die Beschädigungen der Flansche, die sich aus der Flanschbefestigung ergeben, sowie auch mögliche Leckstellen an den Verbindungsabschnitten zwischen dem Ventilgehäuse und den Mündungsstücken.

Beim erfindungsgemäßen Drehflügelventil sind Gummiringe an den Wasserrohr-Anschlußabschnitt der Mündungsstücke eingepaßt, um den Anschluß der Wasserrohre zu vereinfachen. Die Gummiringe veranlassen eine elastische Verformung, wenn die Achse der Mündungsstücke ein wenig von der der Wasserrohre abweicht, und vermeidet somit Schwierigkeiten, die sonst auftreten könnten. Ferner wird, da das erfindungsgemäße Drehflügelventil für die Verwendung bei unterirdischer Verrohrung vorgesehen ist, das Ventilgehäuse bei der vorliegenden Erfindung stabil mittels Stützplatten zum Abstützen des Ventilgehäuses gestützt.

Andere Ziele und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist, in denen:

Fig. 1 eine seitliche Ansicht eines Längsschnitts ist und ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils zeigt,

Fig. 2 eine Explosionsansicht, seines inneren Zylinders ist, und

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Fig. 3 ein Diagramm ist, das den Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit und öffnung der Ventilplatte zeigt, wenn das erfindungsgemäße Drehflügelventil sich in Verwendung befindet.

In Fig. 1 stellt das Bezugsζeichen 1 ein hohles zylindrisches Ventilgehäuse dar, das aus Kunstharz hergestellt ist, sowie hohle zylindrische Mündungsstücke 2, 2, die aus Kunstharz hergestellt sind und entweder einstückig mit dem Ventilgehäuse 1 ausgebildet oder mit diesem verklebt, verschweißt bzw. fest verbunden sind. Gummiringe 4, 4 sind in Ringnuten 3, 3 eingepaßt, die am Innenumfang nahe den äußeren Enden der jeweiligen Mündungs stücke 2, 2 ausgebildet sind.

Der untere Bodenabschnitt des Ventilgehäuses 1 wird durch eine Stützplatte 22 gestützt, die sich unterhalb der Mündungsstücke 2, 2 erstreckt. Ein ringförmiger Ventilsitz 5, der aus elastischem Material hergestellt ist, ist auf die innere Umfangswand des Ventilgehäuses 1 aufgepaßt, und seine Kanten an beiden Enden sind nach außen gebogen und in die innere umfangswand des Ventilgehäuses 1 eingepaßt. Die Kanten an beiden Enden des Ventilsitzes 5 sind an ihren äußeren Kantenflächen durch ringförmige, abgesetzte Abschnitte 7, 7 abgestützt, die an den Innenkanten der jeweiligen Mündungs stücke 2, 2 gebildet sind. Ein Wulstabschnitt ist an einer scheibenartigen Ventilplatte 8 ausgebildet, die aus Kunstharz hergestellt ist, auf dem Ventilsitz 5 aufgepaßt ist und sich in Richtung des Durchmessers erstreckt.

Eine Ventilwelle 9 ist in diesen Wulstabschnitt der Ventilplatte 8 eingesetzt , und steht mit einer gerändelten Nut 10, die rund um den Außenumfang der Ventilwelle 9 ausgebildet ist, in Eingriff und ist hieran befestigt. Das untere Ende der Ventilwelle 9 wird vom unteren Bodenabschnitt des Ventilgehäuses 1 über ein Lager .11 abgestützt, und ihr

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mittlerer Abschnitt wird von der oberen Wand des Ventilgehäuses 1 über ein Lager 12 abgestützt. Das obere Ende der Ventilwelle 9 durchdringt die obere Wand des Ventilgehäuses 1 und ist so verlängert, daß es in einen axial angeordneten Zylinder 13 vorspringt, der einstückig mit dem Ventilgehäuse 1 ausgebildet ist und oberhalb von diesem vorspringt. Die Ventilwelle 9 ist ferner in ein hohles, zylindrisches Drehbewegungsteil 15 eingesetzt, das in der Lage ist, sich im Inneren des axialen Zylinders 13 nach oben und unten zu bewegen, und dem es gestattet ist, mit einer Federnut 16, die an der Innenumfangswand des beweglichen Teils 15 ausgebildet ist und sich in der axialen Richtung erstreckt, in eine Feder (nicht gezeigt) einzugreifen.

Eine Schraube 23 ist in Schraubeingriff mit dem oberen Abschnitt des beweglichen Teils 15 gebracht, und ihr oberes Ende ragt nach oben über einen Deckel 14 am oberen Ende des axialen Zylinders 13 hinaus und steht in Verbindung mit einer Drehgriffwelle 21. Ein Gewindeschlitz 17, der eine Steigung aufweist, die größer ist als die des Gewindes der obenerwähnten Schraube 23, ist in den Außenumfang des beweglichen Teils. 15 derart eingeschnitten, daß der Führungswinkel des Gewindeschlitzes 17 so groß wird, wie er durch £&.. in Fig. 2 dargestellt ist, wenn sich die Ventilplatte 8 beim öffnen im Bereich von 0 bis etwa 20° schwenkt, und klein wird, wie dies durch G^₂ dargestellt wird, in einem Bereich von 20 bis 90°. Bei diesem Beispiel wird nicht weiter darauf hingewiesen, daß der Führungsbzw. Steigungswinkel cc ₂ größer ist als der der Schraube 23. Kugeln 19, 19 sind in die Gewindeschlitze 17 des beweglichen Teils 15 von Durchgangslöchern 18, 18 her eingesetzt, die jeweils so ausgebildet sind, daß sie die Dmfangswand des axialen Zylinders 13 durchdringen. Madenschrauben 20, 20 sind in die Durchgangslöcher 18, 18 derart eingeschraubt, daß sie diese Kugeln 19, 19 in Druck— berührung mit den Gewindeschlitzen 17 bringen.

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Die Erläuterung der Wirkung dieses Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Drehflügelventils wird nun gegeben.

Wasserrohre a, a, die aus Kunstharz hergestellt sind, sind am rechten bzw. linken Mündungsstück 2, 2 über die Gummiringe 4, 4 angeschlossen und werden unterirdisch verlegt, während das Ventilgehäuse 1 verlegt wird, wobei es auf den Stützplatten 22, 22 abgestützt ist.

Wenn die Handgriffwelle 21 gedreht wird, dann wird der Gewindebolzen 23, der unmittelbar mit der Handgriffwelle 21 verbunden ist, ebenfalls gedreht, so daß das bewegliche Teil 15, das mit diesem Bolzen 23 verbunden ist, sich während der Drehung auf- und abbewegt. Da die Steigung am Außenumfang des beweglichen Teils 15 größer ist als die des Gewindes des Bolzens 23, wird das bewegliche Teil 15 allerdings durch die Gewindeschlitze- 17 und die Kugel 19 geführt, die hierin eingepaßt ist, und dreht sich mit einer Drehzahl, die kleiner ist als die des Bolzens 23. Wenn sich beispielsweise der Bolzen 23 achtmal dreht, dann legt die Ventilwelle 9 eine Viertelumdrehung zurück, wobei die Wasserschlagerscheinung verhindert wird. Eine sanfte Drehung wird für das bewegliche Teil 15 durch die Rollwirkung der Kugel 19 sichergestellt. Zu dieser Zeit dreht sich die Ventilwelle 9, die mit dem beweglichen Teil 15 mittels der Feder in Eingriff steht, in Abhängigkeit von der Drehung des beweglichen Teils 15, ohne eine Bewegung in vertikaler Richtung zu verursachen, wobei die Ventilplatte 8 die öffnungs- oder Schließwirkung veranläßt.

Die Drehung des Bolzens 23, der eine kleine Steigung aufweist, wird auf das bewegliche Teil 15, das eine große Steigung aufweist, übertragen, wie etwa eine Vierteldrehung der Ventilwelle 9 infolge von acht Drehungen des Bolzens 23 beispielsweise, so daß die Drehung des beweglichen Teils 15 die Ventilwelle 9 dreht. Wegen dieser Anordnung

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verhindert, wenn die Ventilplatte 8 in einer Zwischenstellung zwischen voller Durchlaßstellung und voller Sperrstellung angehalten wird, der Reibwiderstand des Bolzens 23 in Verbindung mit der großen Steigung die Rückwärtsdrehung der Ventilplatte 8 und der Ventilwelle 9 infolge der Wasserströmung. Es ist deshalb möglich, die Strömungsgeschwindigkeit bzw. dem Durchsatz einzustellen, während inan die öffnung der 'Ventilplatte 8 auf eine Zwischenstellung einstellt.

Da die Führungs- bzw. Steigungswinkeloc und et,- des Schraubschlitzes 17 des beweglichen Teils 15 den Zusammenhang 0C₁ > α-- erfüllt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, öffnet sich die Ventilplatte 8 nur allmählich von 0 bis 20°, wie in Fig. 3 gezeigt ist, weil der Steigungswinkel Qi .. groß ist, und öffnet sich rasch von 20 bis 90°, bis sie die volle Durchlaßstellung erreicht, die durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 angezeigt ist, weil sie von dem Schraubenschlitz 17 geführt wird, der einen Steigungswinkel Cfc aufweist, der kleiner ist als der Steigungswinkel o£. - . Wenn sie die Ventilplatte 8 um etwa 20° öffnet, dann tritt die linke Schraube 19 in Fig. 2 mit dem oberen Gewindeschlitz 17 in Fig. 2 in Eingriff und führt die Schwenkbewegung von 20 bis 90° durch, während eine Führung durch die zueinander parallelen Gewindeschlitze 17 und 17 hergestellt wird. Wenn die Ventilplatte 8 geschlossen wird, ist ihre Drehgeschwindigkeit von 90 bis 20° schnell und von 20 bis 0° langsam, weil die Ventilplatte von den Gewindeschlitzen 17 und den Kugeln geführt ist, wobei eine Wasserschlagerscheinung verhindert wird.

Wie im voranstehenden Abschnitt beschrieben ist, ist, da das Kunstharz-Drehflügelventil bei der vorliegenden Erfindung in ein Kunstharz-Ventilgehäuse eingebracht ist, kein besonders übermäßiges Gewicht auf den Ventilgehäuseabschnitt aufgebracht, wenn die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung an das Kunststoffrohr angeschlossen wird, ver-

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glichen mit einem herkömmlichen Drehflügelventil, das aus Gußeisen hergestellt ist. Somit weist die vorliegende Erfindung nicht das Problem der Rissebildung beim Kunststoffmaterial auf.

Da die Ventilwelle nicht unmittelbar mit der Betätigungs— handgriffwelle verbunden ist, sondern das zwischengeschal— tete bewegliche Teil derart angeordnet ist, daß es die Drehung der Handgriffwelle untersetzt und auf die Ventil— welle überträgt, ist es-bei der vorliegenden Erfindung möglich, die öffnungs- oder Schließgeschwindigkeit der Ventilplatte zu verlangsamen, um eine Wasserschlagerscheinung und die Beschädigung der Ventilplatte zu verhindern.

Bei der vorliegenden Erfindung sind die Kunststoffmündungsstücke einstückig an beiden offenen Enden des Kunststoff— ventilgehäuses angeformt. Im Vergleich mit der herkömmlichen Vorrichtung, bei der die Mündungsstücke getrennt vom Ventilgehäuse geformt und jeweils mittels Flanschen angesetzt sind, macht die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung Zeit und Arbeitsaufwand überflüssig, die zum Herstellen von Verbindungen erforderlich sind, und erfordert keine spezielle Berücksichtigung möglicher Beschädigungen, die sich aus der Verbindung unter Verwendung von Flanschen ergeben. Zusätzlich tritt keine Leckage an den Verbindungsabschnitten zwischen Ventilgehäuse und Mündungsstücken auf. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Aufbau aufweist, bei dem das hohlzylindrische Ventilgehäuse mit den hohlzylindrischen Mündungsstücken in axialer Richtung verbunden ist, kann es mühelos aus Kunstharz geformt bzw. gegossen werden. Da ferner Gummiringe jeweils am äußeren Endabschnitt der Mündungsstücke eingepaßt sind, kann das Wasserrohr, das an jedem Mündungsstück anzuschließen ist, mühelos eingepaßt und an das Mündungsstück angeschlossen werden, ohne daß derartige Arbeiten auftreten, wie sie im Falle einer Flanschkupplung erforderlich sind. Zusammen

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mit dem Erübrigen der obengenannten Kupplungseinrichtung vereinfacht dies die Arbeit an der Einbaustelle. Wenn das Wasserrohr unterirdisch verlegt wird, dann hindert der Druck des Erdreichs das Rohr daran, sich vom Ventil zu lösen.

Eine Verschiebung der Achse zwischen Ventilgehäuse und Wasserrohren infolge des Erdreichdrucks und dergleichen, wenn überhaupt, und Schwingung infolge des WasserSchlages kann durch die elastische Verformung der Gummiringe aufgenommen werden, wobei man in der Lage ist, Beschädigungen des Kunstharz-Ventilgehäuses und -Wasserrohrs zu vermeiden. Da ferner das Ventilgehäuse sowie auch die Mündungsstücke aus dem Kunstharz hergestellt sind, können sie durch einstückige Formung bzw. einstückigen Guß mühelos in Massen hergestellt werden. Da diesen Teilen ein leichtes Gewicht innewohnt und sie eine Korrosionsbeständigkeit aufweisen, ebenso wie ein Wasserrohr, das aus starrem Vinylchlorid hergestellt ist, das in den letzten Jahren weite Verwendung gefunden hat, sind diese Teile für die Verrohrungsanordnung von Vorteil. Da das Ventilgehäuse auf den Stützplatten abgestützt ist, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht das Problem auf, daß nur der Gehäuseabschnitt während der öffnungs- oder Schließtätigkeiten oder zu anderen Zeiten in das Erdreich geschoben wird. Somit können die Verbindungsabschnitte zwischen dem Ventilgehäuse und den Wasserrohren stabil abgestützt werden.

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Claims

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE A3

Tsukamoto Building, No. 2-9, KyobasM 3-Chome, Chuo-Ku, Tokyo, Japan

Ansprüche

1J Drehflügelventil, gekennzeichnet lurch die folgenden Merkmale:

- ein hohles, zylindrisches Ventilgehäuse (1) aus Kunstharz ,

- eine Ventilplatte (8) aus Kunstharz, die in das Innere eines Ventilsitzes (5) eingepaßt ist, der als Beschichtung auf das Ventilgehäuse (1) aufgebracht ist,

- eine Ventilwelle (9), die mit der Ventilplatte (8) verbunden ist, drehbar im Ventilgehäuse (1 ) gelagert ist und mit ihrem einen Ende in einen axialen Zylinder (13) hineinragt, der so ausgebildet ist, daß er vom Ventilgehäuse (1) absteht, und

- ein drehbares, bewegliches Teil (15), das mit dem Außenumfang der Ventilwelle (9) drehbar und in axialer Richtung verschieblich in Eingriff steht und die Drehung einer Betätigungshandgriffwelle (21, 23) untersetzt sowie auf die Ventilwelle (9) überträgt.
2. Drehflügelventil nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch hohle, zylindrische Mündungsstücke (2) aus Kunstharz, die einstückig mit dem Ventilgehäuse (1) derart ausgebildet sind* daß sie mit den beiden offenen Enden

des Ventilgehäuses (1) in Verbindung stehen und Gummiringe (4) aufweisen, die in ihren Innenumfang in der Nähe ihrer entsprechenden äußeren Enden eingepaßt sind.
3. Drehflügelventil nach einem der Ansprüche 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Ventilgehäuses (1) schwenkbar von einer Stützplatte (22) abgestützt ist.

/}. Drehflügelventil nach einem der Ansprüche 1 bis

3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- das drehbare, bewegliche Teil (15) ist auf die Handgriffwelle (21, 23) aufgeschraubt,

- eine Feder, die vorspringend am Außenumfang der Ventilwelle (9) ausgebildet ist, greift in eine Federnut (16) ein, die am Innenumfang des drehbaren, beweglichen Teils (15) derart ausgebildet ist, daß sie sich in axialer Richtung erstreckt,

- ein Gewindeschlitz (17) mit einer Steigung, die größer ist als die eines Gewindes der Handgriffwelle (21, 23), ist am Außenumfang des drehbaren, beweglichen Teils (15) festgelegt, und

- ein Eingriff steil (19), das vom Innenumfang des axialen Zylinders (13) vorspringt, greift in den Gewindeschlitz (17) ein.

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