DE2930691A1

DE2930691A1 - Absperrventil fuer fluide, insbesondere wasserhahn

Info

Publication number: DE2930691A1
Application number: DE19792930691
Authority: DE
Inventors: Bogoljub Belgrad Mirkovic; Ljubinko Dipl.-Ing. Mirkovic
Original assignee: Baukow Rtb & Co KG GmbH
Current assignee: Baukow Rtb & Co KG GmbH
Priority date: 1979-07-28
Filing date: 1979-07-28
Publication date: 1981-04-30

Description

PATENTANWÄLTE
Dipl.-mg. P. WIRTH ■ Dr. V. SCH MIED-KOWARZIK

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Dipl-lng. G. DANNENBERG ■ Dr. P. WEi NHOLD ■ Dr. D. GUDEL

ßlpJWng. S. SCHUBERT

281134 GB ESCHENHEIMER STR 39

287014 6000 FRANKFURTAM MAIN 1

26. Juli 1979 SS/Dö

TELEFON. C06I1)

RTB Baukow
GmbH & Co. KG
Domstraße 58

6050 Offenbach

Absperrventil für Fluide, insbesondere Wasserhahn

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Die Erfindung betrifft ein Absperrventil für Fluide, insbesondere Wasserhahn, mit einem Handgriff, der über ein Schraubelement mit einem Ventilkegel in Verbindung steht, der auf einen Ventilsitz absenkbar und von diesem anhebbar

Derartige Absperrventile werden als Absperrorgan an Leitungen oder Enden von Leitungen benutzt, durch die strömende Flüssigkeiten, Gase oder Dämpfe fließen können und deren Durchflußmenge reguliert werden soll. Mehrere solcher Absperrventile können benutzt werden, wenn mehrere Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperatur in Mischbatterien zu einer Mischung einer gewünschten Temperatur zusammenfließen sollen.

Ein typischer bekannter Wasserhahn der eingangs genannten Gattung ist so ausgebildet, daß ein Handrad oder ein anderer Drehgriff mit einer Schraubenspindel verbunden ist, an der unten ein sogenannter Ventilkegel sitzt, der als Gummiplatte ausgebildet sein kann. Die Schraubenspindel der Ventilkegel und ein zugehöriger Ventilsitz sind in einem Ventilgehäuse angeordnet, in welches das Fluid auf einer Seite eintritt und aus einer anderen Seite ausfließen kann. Durch Drehen des Begriffs kann das Ventil dadurch geschlossen werden, daß der Ventilkegel auf dem Ventilsitz infolge der durch die Schraubenspindel hervorgerufenen Kraft angepreßt wird. Umgekehrt wird das Ventil geöffnet, wenn der Ventilkegel von dem Ventilsitz durch Drehen der Schraubenspindel angehoben wird. Während das Abwärtsbewegen des Ventilkegels praktisch ausschließlich unter der Kraft der durch in einer Mutter geführten Schraubenspindel erfolgt, wird das Anheben und somit das öffnen des Ventils dadurch unterstützt, daß der Druck des Fluids auf eine Druckfläche des Ventilkegels

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einwirkt. Der Ventilkegel ist dabei im wesentlichen stromabwärts des Ventilsitzes angeordnet.

Bei dieser Bauart von Absperrventilen ist Jedoch die gewünschte Abdichtung im geschlossenen Zustand insbesondere über längere Zeiträume nicht gewährleistet. Vielmehr kann es trotz Verschließen des Absperrventils zu einem Heraustropfen des Fluids kommen. Ferner läßt sich die Durchflußmenge beim öffnen des Absperrventils nur unvollkommen kontrollieren, vor allem wenn nach längerem Gebrauch eines Absperrventils Verschleißerscheinungen, insbesondere an der Schraubenspindel und der zugehörigen Mutter auftreten. Wenn solche Absperrventile in Verbindung mit Mischbatterien eingesetzt werden, schwankt dann auch die Temperatur des auü der Mischbatterie austretenden Fluids. Ferner können bei dieser Bauart ungleichmäßige Belastungen der Gewindespindel und der Mutter auftreten, wodurch der Verschleiß weiter gefördert wird. Infolge der an dem Ventil einwirkenden Kräfte kann es zu schwankenden Durchflüssen zu einer Kavitationszerstörung des Ventilsitzes und des Ventilkegels kommen, die wiederum Druck und Mengenschwankungen des ausfließenden Mediums hervorrufen können. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Absperrventile, ein Absperrventil so auszugestalten, daß im wesentlichen unabhängig von Verschleißerscheinungen, ein sicherem Absperren des Fluids im geschlossenen Zustand des Absperrventils erreicht wird. Vor dem öffnen des Absperrventils sollen die Durchflüsse gleichmäßig und nicht schwankend erfolgen. Das Absperrventil soll ferner so aufgebaut sein, daß zu seiner sicheren Funktion keine größeren Kräfte aufzubringen und zu übertragen sind, die den Verschleiß fördern. Diese Aufgabe

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wird erfindungsgemäß für ein Absperrventil der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß der Ventilkegel stromaufwärts des Ventilsitzes angeordnet ist und dergestalt geformt ist, daß der Druck des Fluids überwiegend in Richtung des Absenkens an den Ventilkegel angreift, und daß stromabwärts des Ventilsitzes ein mit dem Ventilkegel verbundener Kolben mit einer Druckfläche der Gestalt ausgebildet ist, daß der Druck des Fluids stromabwärts des Ventilsitzes an der Druckfläche ebenfalls in Richtung des Absenkens des Ventilkegels angreift.

Die wesentlichen Vorteile dieser erfindungsgemäßen Ausbildung bestehen darin, daß die Absperrung des Ventils mit großer Zuverlässigkeit auch über lange Zeiträume erfolgt. Hierzu wird der Ventilkegel nicht nur durch die Druckfläche, die an ihm selbst ausgebildet ist, selbsttätig in dem geschlossenen Zustand gehalten, wenn der Ventilkegel nicht durch einen, mit dem Schraubelement auf es ausgeübten Stützkraft von dem Ventilsitz entfernt 1st. Es wird darüber hinaus eine axiale Verschiebung des Ventilkegels in Richtung auf den Ventilsitz durch den mit dem Ventilkegel verbundenen Kolben ausgeübt, dessen Druckflächen stromabwärts des Ventilsitzes angeordnet ist. Mit dieser Druckfläche wird nicht nur die Kraft kompensiert, die das Ventil an der, seiner ersten Druckfläche gegenüberliegenden Seite liegenden zweiten Druckfläche in öffnender Richtung erzeugt, sondern es wird darüber hinaus durch geeignete Dimensionierung der Druckfläche des Kolbens eine, die Schließbewegung fördernde Zusatzkraft gebildet. Da der Ventilkegel auch bei geöffnetem Ventil unabhängig von Spiel oder lose in Übertragungselementen in eine bestimmte Richtung gedrückt wird, bleibt auch der eingestellte Durchfluß auf der eingestellten Größe konstant.

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Durch das Schraubelement und das mit ihm zusammenwirkende Element zum Anheben und Absenken des Ventilkegels brauchen zum Verschließen des Absperrventils praktisch auf glatte Wände übertragen zu werden, keine Kräfte übertragen zu werden, so daß der Verschleiß niedrig bleibt. Durchflußoder Druckstöße des durch das Absperrventil dosierten Fluids können kaum auftreten. Wenn diese Absperrventile für Mischbatterien eingesetzt werden, bleibt die durch die Dosierung der miteinander gemischten Flüssigkeiten eingestellte Temperatur konstant. Die Mischbatterie besteht in diesem Fall aus zwei Absperrventilen gemäß der vorliegenden Erfindung, die durch eine Fluid leitende Brücke, die eine Ausflußöffnung aufweist, miteinander verbunden sind.

Die erfindungsgemäßen Absperrventile eignen sich besonders für Haushalte, chemische und physikalische Laboratorien und industrielle Anwendungen, bei denen flüssige oder gasförmige Fluide verhältnismäßig geringer Durchflußmengen zu dosieren, zu mischen oder abzusperren sind.

In einer Weiterbildung des Absperrventils ist vorgesehen, daß die Druckfläche des Kolbens durch eine mit dem Kolben verbundenen Anschlagring gebildet wird.

Mit dem Anschlagring wird so eine weitere Vergrößerung der Druckfläche, die eine Schließbewegung des Ventilkegels hervorruft, bewirkt. Der Anschlagring sorgt abgesehen davon für eine bestimmte Endlage des Verschlußkegels in der Schließstellung, so daß übermäßige Kräfte, die eine Deformierung des Ventilkegels und des Ventilsitzes hervorrufen können, vermieden wird. Demzufolge verhindert der Anschlagring im weiten Umfang Verschleißerscheinungen des Ventilkegels und des Ventilsitzes, was die Lebensdauer dieser

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Elemente und einen dichten Abschluß in der Absperrstellung für einen langen Zeitraum fördert.

Bevorzugt ist das Absperrventil mit den Merkmalen ausgebildet, daß die Projektion einer ersten Druckfläche an dem Ventilkegel in Richtung des Absenkens größer als die Projektion einer ihr gegenüberliegenden zweiten Druckfläche in Richtung des Anhebens ist und daß die Projektion der Druckfläche an dem Kolben bzw. Anschlagring in Richtung des Absenkens ebenfalls größer als die Projektion einer gegenüberliegenden Druckfläche in Richtung des Anhebens ist.

Dadurch wird, wie bereits erwähnt, durch das abzusperrende Fluid selbst eine, die Absperrung hervorrufende Kraft auf den Ventilkegel ausgeübt und außerdem eine, die Absperrung fördernde Kraft auf den Kolben bzw. auf den Anschlagring.

In besonders geeigneter Weise weist das Absperrventil in den voranstehend genannten Ausführungsformen das weitere Merkmal auf, daß der Ventilkegel über wenigstens ein elastisches Verbindungselement mit dem Schraubelement in Verbindung steht. Durch diese elastische Verbindung wird dafür gesorgt, daß eine weitgehende kraftmäßige Entkopplung zwischen den durch das Fluid hervorgerufene absperrende Kräfte von dem Organ zur manuellen Einstellung, nämlich dem Handgriff und den mit ihm verbundenen Elementen erzielt wird, so daß die von dem Fluid hervorgerufenen Kräfte von den Einstellmitteln weitgehend ferngehalten werden und eine Schonung dieser Einstellelemente eintritt.

Eine besonders günstige Ausbildung des Absperrventils besteht darin, daß an die Ventilträger ein Schraubstutzen angebracht ist, das in dem Stutzen der Kolben verschiebbar gelagert ist,

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der mit dem Ventilkegel über eine Kolbenstange verbunden ist, so daß der Ventilkegel unter der Wirkung des Pluiddrucks auf den Ventilsitz preßbar ist, daß innerhalb des Ventilkörpers ein Hohlraum gebildet ist, an dem an einer Seite ein, den Ventilsitz tragendes Profilstück angeordnet ist, an dessen gegenüberliegender Seite der Anschlagring und der Kolben angeordnet sind, der durch die Kolbenstange durch den Hohlraum hindurch mit dem Ventilkegel in Verbindung steht, daß der Kolben außerhalb des Hohlraums mit einer Regulierungsmutter verbunden ist, die auf den Schraubstutzen geschraubt ist und mit dem Handgriff verbunden ist.

Diese Ausbildung zeichnet sich durch besonders kompakte Bauweise und zuverlässige Arbeitsweise aus. Sie kann mit verhältnismäßig wenig aufwendigen +ethnischen Mitteln hergestellt werden.

Die Erfindung v*^d im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert, in der das Absperrventil einer Mischbatterie im wesentlichen in einem Längsschnitt dargestellt ist.

In der Zeichnung ist mit 1 einer Zufuhranschlußstück bezeichnet, das zum Anschluß an ein Wasserleitungsnetz geeignet ist. In eine Öffnung des Zuführanschlußstücks sind ein Ventilkegel 2 und ein an ihn angepaßter Ventilsitz 3 angeordnet. Der Ventilkegel weist eine erste Druckfläche 4a auf der stromaufwärts liegenden Seite des Ventilsitzes und im wesentlichen auf der stromabwärts liegenden, gegenüberliegenden Seite eine zweite Druckfläche 4b.

Der Ventilkegel 2 liegt zugleich auf einer Seite eines Ventilkörpers 5» in dem ein Hohlraum 5a gebildet ist.

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Zur gradlinigen axialen Bewegung des Ventilkegels ist dieser über eine Kolbenstange 6, die durch den Hohlraum 5a hindurchreicht, mit einem Kolben 7 auf der gegenüberliegenden Seite des Hohlraums 5a verbunden. Die gradlinige Bewegung des Kolbens, der durch elastische Elemente 8 unterbrochen ist, erfolgt in einem Schraubstutzen 9» der mit dem Ventilträger 5 verbunden ist. Auf den Schraubstutzen 9 ist ein Handgriff 10 aufgeschraubt, und zwar über eine Regulierungsmutter 11, die in ein Gewinde des Schraubstutzens eingreift. Die Regulierungsmutter ist mit dem Kolben über eine Schraube 12 verbunden.

Dadurch erfolgt bei Drehung des Handgriffs,die auf die Regulierungsmutter übertragen wird, je nach der Drehrichtung eine Verschiebung des Kolbens nach links oder nach rechts. Diese Verschiebung kann über die elastischen Elemente auf den Ventilkegel durch den Ventilsitz 3 und ein ProfilstUck 14 hindurch übertragen werden.

Ein Anschlagring 15, der zwischen dem Kolben 8 und der den Kolben mit dem Ventilkegel verbundenen Kolbenstange 6 an den Kolben anschließt, angeordnet ist, begrenzt die Bewegung des Kolbens und des Kegelventils in der Längsachse und verhindert somit insbesondere eine unkontrolliert große Belastung des Ventilsitzes 4.

Im folgenden wird dargestellt, wie in Richtung des Pfeiles 16 in das Zuführanschlußstück einfließendes Wasser in Richtung des Pfeiles 17 aus dem Absperrventil austritt.

Durch Drehen des Handgriffes 10 kann die Regulierungsmutter 11 in den Schraubstutzen 9 hineingedreht werden. Durch die Übertragung der dabei entstehenden axialen Bewegung über den Kolben auf den Ventilkegel wird dieser von dem Ventil-

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sitz 3 abgehoben und es entsteht eine mehr oder weniger große Durchflußöffnung, durch die der Durchfluß reguliert wird. Dabei ist der Ventilkegel entgegen der auf die Druckfläche 4a und eine Druckfläche 15a an dem Anschlagring wirkende Kraft von dem Ventilsitz angehoben.

Durch Zurückdrehen des Handgriffes erfolgt die Absperrung des Ventils. Dies wird dadurch erreicht, daß der Kolben in der Zeichnung nach rechts bewegt wird, wobei durch den auf die Druckfläche 4a und die Druckfläche 15a ausgeübten Druckkräfte der Ventilkegel nach rechts gedrückt wird, gegebenenfalls unter Zusammendrücken der elastischen Elemente 8 des der Ventilkegel sicher und vollständig an dem Ventilsitz J> anliegt. Zum sicheren Verschluß wirken also die Druckflächen an dem Ventilkegel und an dem Kolben bzw. an dem Anschlagring zusammen und bewirken eine Schließkraft, die nicht (allein) durch den Schraubstutzen und die Regulierungsmutter bestimmt ist.

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Claims

Patentansprüche:

1. Absperrventil für Fluide, insbesondere Wasserhahn, mit einem Handgriff, der über ein Schraubelement mit einem Ventilkegel in Verbindung steht, der auf einen Ventilsitz absenkbar und von diesem abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel (2) stromaufwärts des Ventilsitzes (3) angeordnet ist und dergestalt geformt 1st, daß der Druck des Fluids überwiegend in Richtung des Absenkens an dem Ventilkegel (2) angreift, und daß stromabwärts des Ventilsitzes (3) ein mit dem Ventilkegel verbundener Kolben (7) mit einer Druckfläche dergestalt ausgebildet ist, daß der Druck des Fluids stromabwärts des Ventilsitzes an der Druckfläche ebenfalls in Richtung des Absenkens des Ventilkegels angreift.

2. Absperrventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Druckfläche (15a) des Kolbens durch einen mit dem Kolben (7) verbundenen Anschlagring (15) gebildet wird.

3. Absperrventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektion einer ersten Druckfläche (4a) an dem Ventilkegel (2) in Richtung des Absenkens größer als die Projektion einer ihr gegenüberliegenden zweiten Druckfläche (4b) in Richtung des Anhebens ist und daß

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die Projektion der Druckfläche (15a) an dem Kolben (8) bzw. dem Anschlagring (15) in Richtung des Absenkens ebenfalls größer als die Projektion einer gegenüberliegenden Grundfläche in Richtung des Anhebens ist.

4. Absperrventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilkegel (2) über wenigstens ein elastisches Verbindungselement (8) mit dem Schraubelement (Regulierungsmutter 11) in Verbindung steht.

5. Absperrventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ventilkörper (5) ein Schraubstutzen (9) angebracht ist, daß in dem Stutzen (9) der Kolben (8) verschiebbar gelagert ist, der mit dem Ventilkegel (2) über eine Kolbenstange (6) verbunden ist, so daß der Ventilkegel (2) unter der Wirkung des Fluiddrucks auf den Ventilsitz (3) preßbar ist, daß innerhalb des Ventilkörpers (5) ein Hohlraum (5a) gebildet ist, an dem an einer Seite ein, den Ventilsitz tragendes Profilstück angeordnet ist, an dessen gegenüberliegender Seite der Anschlagring (15) und der Kolben (7) angeordnet sind, der durch die Kolbenstange (6) durch den Hohlraum (5a) hindurch mit dem Ventilkegel (2) in Verbindung steht, daß der Kolben (7) außerhalb des Hohlraums (5a) mit einer Regulierungsmutter (11) verbunden ist, die auf den Schraubstutzen (9) geschraubt ist und mit dem Handgriff (10) verbunden ist.

Patentanwalt:

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