DE2939464A1

DE2939464A1 - Absperrorgan, insbesondere fuer hubventilhaehne

Info

Publication number: DE2939464A1
Application number: DE19792939464
Authority: DE
Inventors: Marc Dufeu; Cesar Marietta; Francis Moumaneix
Original assignee: Guilbert & Fils Leon
Current assignee: Guilbert & Fils Leon
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1980-04-17
Also published as: FR2437546B2; FR2437546A2

Description

Zusatz zu Patent ... Aktz,: P 21 O'J

PRIORITÄT: 29. September 1978 - Mo. 78 27 933 - FRANKREICH

Gepenat.'irui den Hnuptpatentes igt ein Absperi'omn, insbesnnclere fi'lr Hubvent j Jh.'ihne, unifneaend einen Körper mit einer als f'itx dienenden Dohrunr und *>in in der Bohrung sum Offnen und fichließen axial verschiebbares Drosselstück mit Schulter, wobei dor Körper oder das Drosseistück eine Halterung für einen elastischen Dichtrinp; formt, der den Sitz bzw. die Schulter bildet, während die Schulter bzw. der Sitz eine Stützfläche für den Dichtriiif; bildet, der an der Halterung axial durch eine der Stützfläche gegenüberliegende, radiale Auflagefläche und diametral durch einen Ringbund genalten ist, dessen Durchmesser demjenigen des Dichtringes im unverformten Zustand entspricht,

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wobei das Absperrorgan einen Leckdurchlaß aufweist, dessen Querschnitt aufgrund der elastischen Verformung des Dichtringes beim Aufbringen einer Schließkraft veränderbar ist.

Dieses Absperrorgan stellt in ausgezeichneter V/eise eine gute Sicherheit her und hat insbesondere einen Schließeffekt, der noch nach einer großen Zahl von öffnungs - und Schließoperationen sehr dicht ist.

Dieser Vorteil ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß dank des Hin^bundes der Dichtring, der durch diesen diametral fixiert wird, nur auf Kompression beansprucht wird, wobei vor allem keinerlei reibende Gleitbewegung die Gefahr einer Beschädigung oder Verschlechterung der Eigenschaften des elastischen Werkstoffes des Dichtringes verursacht.

Darüberhinaus erlaubt das Absperrorgan eine Regelung de3 Durchsatzes über einen großen Bereich, beispielsweise von einem kleinen Durchsatz unterhalb von einem Liter je Stunde bis zu einem Durchsatz von mehreren tausend Litern je Stunde unabhängig von dem Medium, das flüssig oder gasförmig 3ein kann, und unabhängig von dem Druck, der auch sehr hoch sein kann.

Dieses Absperrorgan ist daher sehr leistungsfähig, was den Durch-

satzbereich betrifft, wenn man es insbesondere mit Ventilen mit

llahnküken oder mit Schwirnmernadelventilen oder Nadelventilhähnen vergleicht.

Darüberhinaus hat die Kurve, die die logarithmischen Änderungen des Durchflußquerschnittes des Ab3perrorganes, das heißt die Änderungen des Logarithmus des Durchsatzes in Abhängigkeit von dem Öffnungshub einen im wesentlichen linearen Verlauf, während diese Kurve im Fall von Schwimmernadelventilen oder Nadelventilhähnen stark gekrümmt ist.

Nach dem Hauptpatent ist insbesondere vorgesehen, daß der Ringbund zur diametralen Halterung des Dichtringes um diesen herum an-

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geordnet ist, das heißt, entlang seiner Außenumfangsflache, wobei der Dichtring den feststehenden Sitz bildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Absperrorgan des Hauptpatentes, das insbesondere für Hubventilhähne geeignet ist, in vorteilhafter Weise weiterzubilden.

Erfindungsgemäß ist das Absperrorgan dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund zur diametralen Halterung des Dichtringes sich am Innenumfang des Dichtringes befindet. Auf diese Weise ist der DichtrinE am Drosselstück des Absperrorganes gehaltert.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung hat der Ringbund zur diametralen Halterung, der ebenfalls am Drosselstück vorgesehen ist, die Form einer Hohlkehle, die sich an die radiale Stützfläche für die axiale Halterung anschließt, wobei der Dichtring in dieser Hohlkehle über den Umfang eingeschlossen ist. Vorzugsweise hat die Hohlkehle einen kreisbogenförmigen Querschnitt, der den Dichtring über einen Winkel von etwa l60° umfaßt.

Der Leckdurchlaß ist durch geeignete Mittel gebildet, beispielsweise durch wenigstens eine Mulde, die in die Oberfläche der Stützfläche eingearbeitet ist, welche vorzugsweise konisch ist, oder durch wenigstens eine Einschnürung des Dichtringes.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Absperrorganes entlang der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt entlang der Linie II-II der . 1,

Fig. 3 die Ansicht einer in den konischen Sitz eingearbeiteten

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Mulde,

Fig. 4 eine Variante der Erfindung, bei der der Leckdurchlaß in den Dichtring eingearbeitet ist, der in perspektivischer Darstellung gezeigt ist,

Fig. 5 einen Querschnitt des Dichtringes entlang der Linie V-V der Fig. 4 und

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung der Änderungen des Durchflußquerschnittes in mm des Hahnes in Abhängigkeit von dem Öffnungshub in Millimeter, wobei der Maßstab für den Öffnungsquerschnitt logarithmisch und der Maßstab für den Öffnungshub linear ist.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Absperrorgan für Hubventilhähne gemäß der Erfindung dargestellt.

In Übereinstimmung mit dem Hauptpatent besitzt der Haiin einen festen Körper 10, in den eine axiale Bohrung 11 eingearbeitet ist, welche einen feststehenden, ringförmigen Sitz 12 bildet. Der Hahn besitzt außerdem ein bewegliches Drosselstück 13 mit einer Schulter 14. Das Drosselstück 13 kann axial verschoben werden, so daß sich die Schulter 14 dem Sitz nähert bzw. sich von diesem entfernt, um den Hahn zu schließen bzw. zu öffnen.

Eines der beiden Elemente 12 oder 14 ist durch einen elastischen Dichtring 15 gebildet, während das andere Element durch eine vorzugsweise konische Stützfläche 16 gebildet wird.

Gemäß dem Hauptpatent ist insbesondere vorgesehen, daß der Sitz 12 durch den elastischen Dichtring 15 gebildet wird, während die Schulter 14 durch die konische Stützfläche 16 gebildet ist.

Gemäß der, insbesondere in Fig. l, deutlich dargestellten Zusatzerfindung ist vorgesehen, daß der Dichtring 15, der durch das eine Halterung bildende Droseelstück 13 getragen wird, die Schulter

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bildet, während der feststehende Sitz 12 die konische Stützfläche 16 bildet.

Wie beim Gegenstand des Hauptpatentes wird der Dichtring 15 durch die Halterung 13 axial durch eine der Auflagefläche 17 gegenüberliegende Stützfläche 16 und diametral durch einen Ringbund 18 gehalten, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Dichtringes 15 im unverformten Zustand entspricht.

Während gemäß dem Hauptpatent vorgesehen ist, daß der Ringbund den Dichtring umgibt, ist hier vorgesehen, daß der Ringbund für die diametrale Halterung des Dichtringes 15 sich an der Innenumfangsflache des Dichtringes 15 erstreckt.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Ringbund 18 für die diametrale Halterung die Form einer Hohlkehle, die sich an die radiale Auflagefläche 17 anschließt und über deren gesamten Umfang der Dichtring 15 eingeschlossen ist.

Vorzugsweise hat die Hohlkehle 18 einen kreissegmentförmigen Querschnitt, der den Dichtring über einen Winkel A von etwa l60° umschließt. Aufgrund dieser Maßnahme wird der Dichtring 15 an dem Drosselstück 13 ausgezeichnet gehalten und von diesem festsitzend getragen, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß er sich davon lösen kann.

Wie beim Gegenstand des Hauptpatentes ist an einer oder an mehreren Stellen ein LeekdurehlaS 19 vorgesehen, der einen Querschnitt aufweist, welcher durch die elastische Verformung des Dichtringes 15 im Augenblick des Aufbringens einer Schließkraft zwischen dem Dichtring 15 und der konischen Stützfläche 16 veränderbar ist.

Bei dem in den Fig. 1 bie 3 dargestellten Ausführungsbeispiel be steht der Leckdurchlaß 19 aus mehreren Mulden, die in die Ober fläche der konischen Stützfläche 16 eingearbeitet sind.

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Wie Fig. 3 zeigt, hat jede Mulde 19 nur eine geringe Tiefe und ist mit sanftem übergang mit der Stützfläche 16 verbunden, um jede Verletzung des Dichtringes 15 zu vermeiden. Außerdem steht jede Mulde 19 an beiden Seiten über den Dichtring 15 hinaus, wenn dieser die Stützfläche 16 gerade berührt.

Der Hahn hat einen sehr großen Durchsatz mit großer öffnung, wenn der Dichtring 15 über die Stützfläche 16 angehoben ist. Dieser Durchsatz kann beispielsweise mehrere tausend Liter pro Stunde betragen. Wenn das bewegliche Drosselstück verschoben wird, um den Dichtring 15 der Stützfläche 16 zu nähern, verringert sich der Durchsatz progressiv, und man kann ihn weiter verringern, bis der Dichtring 15 die Stützfläche 16 berührt. Der Durchsatz geht nun nur noch über die muldenförmigen Leckdurchlässe 19, um den Dichtring 15 herum. Der Durchsatz kann auf diese Weise auf wenige] als einen Liter pro Stunde verringert werden, unabhängig von der Größe des Druckes, selbst wenn dieser sehr hoch ist. Zum vollständigen Abschließen des Absperrorganes wird das Drosselstück in derselben Richtung weiter verschoben, was zur Folge hat, daß der Dichtring 15 in die Mulden 19 hineinverformt wird.

E3 kann festgestellt werden, daß entsprechend der Form und der Anzahl der Mulden 19 und der Geometrie des Drosselstückes 13 und der Bohrung 11 der maximale Durchsatz bei einem mehr oder weniger großen Abstand zwischen dem Dichtring 15 und dem konischen Sitz 12 erreicht werden kann und selbst dann erreicht werden kann, wenn der Dichtring 15 noch den Sitz 12 berührt, wobei der maximale Durchfluß dann nur noch über die Mulden 19 unter dem Dichtring fließt.

Es ist darauf hinzuweisen, daß der Dichtring 15, der diametral durch die Hohlkehle 18 festgehalten wird, keinerlei Reibung erleidet, sondern sich progressiv zusammendrückt und unter ausgezeichneten Bedingungen für die Dichtwirkung komprimiert wird.

Es ist weiter darauf hinzuweisen, daß die Elastizität des Dichtringes 15 gestattet, daß der Schließhub über den Punkt hinaus

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fortgesetzt werden kann, an dem der Hahn beginnt, geschlossen zu werden. Die Kompression des Dichtringes 15 wird dadurch begrenzt, daß eine Fase 20 des Drosselstückes 13 gegen den Sitz 12 zur Anlage kommt, wodurch da3 Ende des Schließhubes des Hahnes bestimmt ist.

Der Hahn gemäß der Erfindung hat eine ausgezeichnete Lebensdauer und hält einer beträchtlichen Anzahl von öffnungs- und Schließbewegungen stand, bevor es notwendig wird, den Dichtring 15 auszutauschen.

Bei der in den Fig. ^ und 5 dargestellten Variante ist der Leckdurchlaß 19A durch wenigstens eine Einschnürung des Dichtringes 15 gebildet, im in Fig. *J dargestellten Fall durch zwei gegenüberliegende Einschnürungen 19A.

In Fig. 5 ist dargestellt, daß die Einschnürung 19A eine im allgemeinen doppelt konische Form mit einem weichen Übergang im Verlauf der Dichtung hat. In diesem Fall hat die Stützfläche 16 vorzugsweise keine Mulden 19.

Das in Fig. 6 dargestellte Diagramm zeigt mit der Kurve V die Änderungen des Durchflußquerschnittes in mm in logarithmiecbern Maßstab, wobei die Durchlußänderungen des Hahnes gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. des Hauptpatentes in Funktion des Offnungshubes in Millimeter im linearen Maßstab, das heißt des Hubes des Drosselstückes 13 bezüglich des festen Körpers 10 dargestellt sind. Auf der Abszisse C ist der ttffnunp;shub in Millimeter in linearem Maßstab dargestellt, während auf der Ordinate P der Durchflußquerschnitt in sssn- in logarithmischeTn Maßstab aufgetragen ist. Man er kennt, daß die Kurve V linear ist und aus einer geneigten Geraden besteht, während die Kurven V und V₂ ein Schwimmernadelventil bzw. ein Nadelventil darstellen, wobei im übrigen alle anderen Parameter gleichbleiben; die Kurven V₁ und V₂ sind stark geneigt und haben in der Nähe des Ursprunges einen nahezu vertikalen Ver lauf, an den sich eine Krümmung anschließt, die in einen nahezu horizontalen Ast übergeht.

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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch Varianten. Dabei soll darauf hingewiesen werden, daß der Dichtring 15, der mit einer torischen Form mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt ist, auch jeden anderen Querschnitt haben kann, beispielsweise quadratisch oder dergleichen.

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Claims

PATENTANSPRUCH^

Absperrorgan, insbesondere für Hubventilhähne, nach einem der Ansprüche des Hauptpatentes, umfassend einen Körper mit einer als Sitz dienenden Bohrung und ein in der Bohrung zum öffnen und Schließen axial verschiebbares Drosselstück mit Schulter, wobei der Körper oder das Drosselstück eine Halterung für einen elastischen Dichtring formt, der den Sitz bzw. die Schulter bildet, während die Schulter bzw. der Sitz eine Stützfläche für den Dichtring bildet, der an der Halterung axial durch eine der Stützfläche gegenüberliegende, radiale Auflagefläche und diametral durch einen Ringbund gehalten ist, dessen Durchmesser demjenigen des Dichtringea im unverformten Zustand entspricht, wobei das Absperrorgan einen Leckdurchlaß aufweist, dessen Querschnitt aufgrund der elastischen Verformung des Dichtringes beim Aufbringen einer Schließkraft veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckdurchlaß (19) derart angeordnet ist, daß der Ringbund (18) zur diametralen Halterung des Dichtringes (15) sich am Innenumfang des Dichtringes (15) befindet.

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Bankverbindung ι Boyer. Vereimbank München, Konto 620404 (BLZ 700 202 70)

■otrtdiecfckonto: München 27044-602 (BLZ 70010080) (nur PA Oipl.-Ing. S. Staeger)
2. Absperrorgan nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund (18) die Form einer Hohlkehle hat, die sich an die Auflagefläche (17) anschließt und in der der Dichtring (15) eingeschlossen ist.
3, Absperrorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkehle einen kreisbogenförmigen Querschnitt hat, der den Dichtring (15) über etwa l60° umgreift.
k. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (16) durch den ringförmigen Sitz (12) gebildet ist, während die Auflagefläche (17) für die axiale Halterung und der Ringbund (18) für die diametrale Halterung des Dichtringes (15) in das Drosselstück (13) eingearbeitet sind.
5. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bie 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckdurchlaß (19) durch wenigstens eine in die Oberfläche der Stützfläche (16) eingearbeitete Mulde (19) gebildet ist.
6. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckdurchlaß (19) durch wenigstens eine Einschnürung (19A) des Dichtringes (15) gebildet ist.
7. Absperrorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (16) konisch ist.

S. Absperrorgan, insbesondere für Hubventilhähne, nach einem der Ansprüche des Hauptpatentes, umfassend einen Körper mit einer als Sitz dienenden Bohrung und ein in der Bohrung zum öffnen und Schließen axial verschiebbares Drosselstück mit Schulter, wobei der Körper oder das Drosselstück eine Halterung für einen elastischen Dichtring formt, der den Sitz bzw. die Schulter bildet, während die Schulter bzw. der Sitz eine Stützfläche für den Dichtring bildet, der an der Halterung axial durch eine der Stützfläche gegenüberliegende, radiale Auflagefläche und diametral durch einen

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Hinpbund pehalten ist, dessen Durchmesser demjenigen des Dichtrinr,es im unverformten Zustand entspricht, wobei das Absperrorgan einen Leckdurchlais aufweist, dessen Querschnitt aufgrund der elastischen Verformung des Dichtrinres beim Aufbringen einer Schließkraft veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckdurchlaß (19) durch wenigstens eine Einschnürung (19A) des Dichtringes (15) gebildet ist.

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