DE2916926A1 - Klappenventil - Google Patents

Description

Gebrüder Adams

Armaturen und Apparate GmbH. & Co. KG.

Steinring 125

4630 Bochum 1 '

Klappenventil

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil mit einem an der Gehäusewand des Ventils befestigten metallischen Sitzring und einer metallischen Klappenscheibe, die um eine außerhalb der Ebene des Sitzrings liegende Achse schwenkbar ist und deren Rand in geschlossener Stellung mit einer Kegelfläche an dem Sitzring anliegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Klappenventil, bei dem beim Schließen die metallischen Flächen von Sitzring und Klappenscheibe aneinander anliegen, ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand so auszubilden, daß es gegenüber beliebigen Strömungsmedien zuverlässig dicht schließt, insbesondere auch gegenüber solchen, die unter hohem Druck stehen oder höhere Temperatur oder eine große Strömungsgeschwindigkeit haben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sitzfläche des Sitzrings gewölbt ist und die Sitzfläche der Klappenscheibe die Form einer Kegelfläche hat, die bei geschlossener Klappenscheibe die gewölbte Innenfläche des Sitzrings an einer Kreislinie berührt, deren Ebene rechtwinklig zur Achse des Kegels liegt und die genannte Kegelfläche begrenzt ist durch zwei einander parallele, zur Fläche der genannten Kreislinie in einem kleinen Winkel el/ liegenden Schnittebenen des Kegels.

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C/w. - 4 -

0300AA/04S-4

Vorzugsweise besteht der Sitzring aus einem an der Ventilgehäusewand des Ventils befestigten Teil und einem die Sitzfläche tragenden Teil, die miteinander über einen Steg verbunden sind, der bei Beanspruchung des Sitzrings durch eine große in Strömungsrichtung des Strömungsmediums wirkende Kraft elastisch biegbar ist.

Die Sitzfläche eines solchen Sitzrings ist vorzugsweise gemäß einem Radius gewölbt, der größer ist als der Radius, um den die Sitzfläche beim Biegen des Stegs bewegt wird. Auch die Sitzfläche der Klappenscheibe kann gewölbt sein.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist der Außendurchmesser des Sitzrings kleiner als der Innendurchmesser einer den Sitzring aufnehmenden, am Gehäuse vorgesehenen Nut; der Sitzring kann sich dann radial verschieben; er wird dann, nachdem die Klappenscheibe erstmalig geschlossen worden ist, gegenüber der Nut festgeklemmt.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch ein Klappenventil gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt ebenfalls im Axialschnitt einen Teil

eines etwas abgewandelten Klappenventils gemäß der Erfindung,

Fig. 3 zeigt in gleichem Schnitt die Vergrößerung eines Teils der Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Klappenventil besitzt ein zylindrisches Gehäuse 1 mit der Achse A und einer koaxialen Bohrung 1a: Das Gehäuse 1 besitzt am einen Ende eine zur Bohrung 1a koaxiale zylindrische Ausnehmung 5 und darin eine weitere zylindrische Ausnehmung 6. In der Ausnehmung 5 liegt ein

o 3 o o_4 4 /_o k ε k

Haltering 2, der an seinem Umfang durch eine Anzahl von Schrauben 3 an das Gehäuse 1 angeschraubt ist. In der Ausnehmung 6, die nach Aufschrauben des Halterings 2 eine zylindrische Ringnut bildet, liegt ein Sitzring 4 aus einem Metall, z.B. aus Stahl, dessen zylindrischer Außenumfang um mehrere Millimeter kleiner ist als der Innenumfang der Ausnehmung Der Sitzring 4 liegt auf einer im Gehäuse angeordneten Ringdichtung 7, gegen die er durch den Ring 2 angeklemmt ist.

Eine aus Metall, z.B. Stahl, bestehende Klappenscheibe 8 ist um eine Welle 9 schwenkbar. In Fig. 1 ist sie in einer Lage dargestellt, in der sie mit einer Kegelfläche 8a an einer Fläche 4a des Sitzrings 4 in einer Kreislinie B-B an, deren Ebene rechtwinklig zur Achse A liegt. Die Fläche 4a ist derart gewölbt, daß eine an sie angelegte, durch die Linie B gehende tangentiale Fläche die Form eines Kegels hat, von der die Sitzfläche 8a der Klappenscheibe 8 in Schließstellung der Klappe einen Teil bildet. Die Fläche 4a des Sitzrings wird begrenzt von den einander parallelen, zur Achse A des Kegels rechtwinkligen Flächen F₁ und F₃, während die Fläche 8a der Klappenscheibe 8 von einander parallelen Flächen E₁ und E_ begrenzt wird, die die zu den Ebenen F. und F in eine, kleinen Winkel liegen, wobei die Fläche E₁ durch den oberen Schnittpunkt der Ebene B-B mit der Sitzfläche 4a und die Fläche E durch den unteren Schnittpunkt der Ebene B-B mit der Sitzfläche 4 verläuft.

Bei Herstellung dieses Klappenventils wird zunächst der Haltering 2 lose eingelegt, so daß der Sitzring 4 in radialer Richtung bewegbar ist. Dann wird die Klappenscheibe 8 geschlossen, bis sie den Sitzring an der Kreislinie B-B berührt, wobei der Sitzring 4 in radialer Richtung radial in die Schließstellung geschoben wird. Dann werden die Schrauben 3 angezogen und somit der Sitzring 4 in dieser Stellung justiert.

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Bei geöffnetem Klappenventil kann die Klappenscheibe 8 entgegen der ichtung des Pfeiles P so weit um die Achse 9 geschwenkt werden, daß sie im wesentlichen parallel zur Achse A liegt. Bei Schließen der Klappenscheibe 8, bei dem sie in der Richtung des Pfeiles P bewegt wird, nimmt sie, sobald ihre Sitzfläche 8a die Sitzfläche 4a des Sitzrings berührt, die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, in der die Fläche 8a an der Fläche 4a in der Ebene B-B anliegt.

Wird dann die Klappenscheibe 8 noch weiter in Richtung des Pfeiles P gedreht, so wird die Sitzfläche 8a mit steigendem Druck gegen die Sitzfläche 4a gepreßt, was innerhalb gewisser Grenzen möglich ist, dank der Elastizität der Metalle, aus denen die Teile 4 und 8 bestehen. Dadurch ist ein zuverlässig dichtes Schließen des Klappenventils gewährleistet. Diese Dichtung wird durch einen Druck des Strömungsmediums in Richtung des Peils S₁ nicht beeinträchtigt, sondern erhöht.

Die Anordnung nach Fig. 2 und 3 unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 1 durch die Form des Sitzrings 4. Der in Fig. 2 und 3 dargestellte Sitzring besteht aus einem an der Ventilgehäusewand 1 mittels des Rings 2 angeklemmten Teil 4b, einem die Sitzfläche 4a tragenden Teil 4c und einem diese beiden Teile 4b und 4c verbindenden Steg 4d.

Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Anordnung ist die Elastizität des Sitzrings 4 dadurch erhöht, daß sein die Sitzfläche tragender Teil 4c durch einen dünnen Steg 4d mit dem übrigen Teil 4b des Sitzrings 4 verbunden ist. Der Radius R der Wölbung der Sitzfläche 4a ist größer als der Radius r, um dessen Zentrum ζ sich ein Punkt der Sitzfläche 4a infolge der elastischen Biegung des Steges 4d bewegt. Dabei liegt das Zentrum ζ auf der Linie zwischen dem Zentrum

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des Radius R und dem Punkt B, an dem beim Schließen des Klappenventils die konische Fläche 8a der Klappenscheibe 8 die Sitzfläche 4a des Sitzrings 4 in Berührung kommt.

Daher kann, wenn das Strömungsmedium unter hohem Druck steht oder mit großer Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils S₁ auf den Sitzring 4 wirkt, infolge der verhältnismäßig geringen Dicke des Steges 4d und der Elastizität des Materials des Sitzrings, der die Dichtfläche 4a trangende Teil 4c ein wenig in Richtung S.. bewegt werden. In Fig. 3 zeigt die gestrichelte Linie 4a' eine extreme Lage des Teils 4c des Sitzrings oder der Anlagefläche 4a. Durch eine solche vom Strömungsmedizm ausgeübte Kraft wird also der Schließdruck vergrößert.

Bei der entgegengesetzten Strömungsrichtung S„ des Strömungsmediums kann bei hohem Druck oder großer Geschwindigkeit der Steg 4c in Richtung S_ ein wenig gebogen werden. Auch in diesem Fall wird der Schließdruck der Klappe vergrößert, wie das die Linie 4a" zeigt.

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Leerseite

Claims (5)

COHAOSZ & FLORACK PATENTANWALT S BÜRO SCHUMANNSTR. 97 · D-4000 DÜSSELDORF Telefon: (0211) 683346 Telex: 08586513 cop d PATENTANWÄLTE: ΰϊρΙ.-Jng. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ 24.4.1979 Ansprüche:

1. 'Klappenventil mit einem an der Gehäusewand des Ventils befestigten metallischen Sitzring und einer metallischen Klappenscheibe, die um eine außerhalb der Ebene des Sitzrings liegende Achse schwenkbar ist und deren Rand in Schließstellung des Ventils mit einer konischen Fläche am Sitzring anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (4a) des Sitzrings (4) gewölbt ist und die Sitzfläche (8a) der Klappenscheibe {-8) die Form einer Kegelfläche eines Kegels hat, die bei geschlossener Klappenscheibe (8) die gewölbte Innenfläche (4a) des Sitzrings (4) an -einer Kreislinie {B-B) berührt, deren Ebene rechtwinklig zur Achse (A) des Kegels liegt und die genannte Kegelfläche begrenzt ist durch zwei einander parallele zur Fläche der genannten Kreislinie (B-B) in einem kleinen Winkel (du) liegenden Schnittebenen {Ε., E₂) des Kegels.

2. Ventil ~nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Jäaß -die Sitzfläche Ha) des Sitzrings 14^ eine Wölbung liat., deren 'Eangentiallrläche übereinstimmt mit dem genannten, die-Kegelf-läche ^de Sitzfläche tSa) der Klappenscheibe (B) bestimmenden Kegel.

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C/w. - 2 -

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ORIGINAL INSPECTED

3. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzring (4) aus einem an der Ventilgehäusewand (1) des Ventils befestigten Teil (4b) und einem die Sitzfläch« (4a) tragenden Teil (4c) besteht, die miteinander über einen Steg (4d) verbunden sind, der bei Beanspruchung des Sitzrings (4) durch eine große, in Strömungsrichtung des Strömungsmediums wirkende Kraft elastisch biegbar ist.

4. Klappenventil nach Anspruch 3,d adurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (R) der Wölbung der Sitzfläche (4a) des Sitzrings (4) größer ist als der Radius (r), um den die Sitzfläche (4a) beim Biegen des Stegs (4d) bewegt wird.

5. Klappenventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d adurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Sitzrings <4) kleiner ist als der Innendurchmesser einer am Ventilgehäuse (1) vorgesehenen, den Sitzring (4) aufnehmenden Nut (6), so daß der Sitzring 5(4} in der Nut (6) radial verschiebbar ist und daß er in beliebiger Verschiebelage gegenüber der Nut (6) festklemmbar ist.

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