DE2944379C2 - Klappenventil - Google Patents

Description

/ "η Die Erfindung betrifft ein Klappenventil nach dem ~~ -Oberbegriff des Patentanspruchs.

"-·'■ Bei einem derartigen bekannten Klappenventil weisen, wie aus den F i g. I und 2 der Zeichnung zu ersehen ist, sowohl die Welle 100 als auch das •entsprechende Lager 101 für die Welle 100 kreisförmigen Querschnitt auf. Bei der Herstellung bzw. Montage solcher Ventile ist es schwierig, die Achse der /Dichtflächen in genaue Übereinstimmung mit der Achse der Welle zu bringen. Solche Abweichungen in der Ächslage zueinander rufen eine unregelmäßige Kraftverteilung an den Dichtflächen und den Lagerstellen und damit uneinheitliche Dichtbedingungen hervor, was zur Undichtheit des Ventiles führen kann. Während

,' Gummidichtflächen ein Schließspiel von 0,5 bis 1 mm aufweisen können und damit eine Abweichung der Achslagen von etwa 0,05 bis 0,1 mm erlauben, haben Metalldichtflächen sogar.jn großen Klappenventilen ein Sitzspiel von nicht mehr als 0.05 bi» 0,1 mm und müssen daher mit einer extrem genauen Ausrichtung zwischen Dichtfläche und Achse gefertigt werden, wobei die zulässigen Toleranzen etwa im Bereich von 0,005 bis 0,01 mm liegen. Aufgrund dieser erforderlichen Genauigkeit in der Herstellung sind Klappenventile mit metallischen Dichtflächen, besonders wenn eine absolute Dichtfunktion an den Dichtflächen gefordert wird, nur mit erheblichen Schwierigkeiten herzustellen.

Aber auch wenn die genannten Schwierigkeiten der Herstellung überwunden werden können, bleibt das im folgenden an einem Klappenventil mit schiefzylindrischen Dichtflächen erläuterte Problem bestehen. Dieses Ventil gilt als das am weitesten entwickelte Klappenventil mit metallischen Dichtflächen und wird in Mitteloder Hochdruckleitungen verwendet. Unter dem Druck des Mediums auf die geschlossene Ventilklappe 102 (Fig. 1) wird sich diese unter Ausnutzung des Spaltes 103 zusammen mit der Weile 100 in Richtung der vom Mediumdruck ausgeübten Kraft verschieben. Zu diesem Zeitpunkt v/irkt an der Ventilklappe 102, wie in F i g. 2 dargestellt, noch ein Drehmoment in Schließrichtung. Daher dreht sich die Ventilklappe 102 weiter, was zu einer entsprechenden Deformation der Ventilklappe 102 führt. Da die metallische Dichtfläche 104 an der in F i g. 2 dargestellten linken Seite des Veniilgehäuses so abgeschrägt ist, daß sie sich in Richtung der vom Mediumdruck ausgeübten Kraft auf die Ventilklappe 102 verjüngt, wird durch die entstehende Verwölbung der Ventilklappe 102 (der unbelastete Zustand ist in Fig.2 strichpunktiert dargestellt), weiche sich der eingangs genannten Verschiebung der Ventilklappe 102 überlagert, der dichte Kontaki zwischen der Dichtdäche an der Ventilklappe iö2 und der Dichtfläche 104 am Ventilgehäuse an der linken Seite der F i g. 2 verstärkt. DL metallische Dichtfläche 104, welche in F i g. 2 an der rechten Seite des nicht näher dargestellten Ventilgehäuses angebracht ist. ist dagegen so abgeschrägt, daß sie sich in Richtung der vom Mediumdruck erzeugien Kraft auf die Ventiiklappe 102 erweitert, ίο wodurch die vom Mediumrfruck herrührende Verwölbung der Ventilklappe 102 den dichten Kontakt zwischen den Dichtflächen von Ventilklappe 102 und Gehäuse an dieser Stelle vermindert, was zur Undichtheit des Ventiles führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Klappenventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei de: Undichtheiten aufgrund von Verwölbungen der Ventilklappe in der Schließstellung nicht auftreten können und eine gleichmäßige Anlage der Dichtflächen aneinander erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

In vorteilhafter Weise wird der Auflagedruck an den Dichtflächen gleichmäßig verteilt, was zu einem dichten Kontakt der metallischen Dichtflächen von Ventilklappe urd Ventilgehäuse führt.

Durch diese sehr einfache Verbesserung, welche nur

aus dem Vorsehen der genannten Freistellungen besteht, ist das Vermeiden von Undichtheiten des Ventiles auch bei hohen Mediumdrücken verhindert worden.

Die elliptische und die ovale Querschnittsform werden im folgenden einheitlich als »unrund« bezeichnet

Aus der DE-AS 17 50 333 ist ein Drosselklappenventil bekannt, bei dem die Ventilklappe aus zwei Scheiben besteht, zwischen denen ein Dichtring gelagert ist, der in Schließstellung an den Dichtflächen Verformungen der Ventiiklappe kompensiert. Außerdem ist zwischen der Welle und der Ventilklappe eine Freistellung vorgesehen, durch die eine Zentrierung der Ventilklappe im Ventilgehäuse selbsttätig erzielt werden soll. Abgesehen davon, daß bei einer derartig ausgebildeten Ventiiklappe die Schwierigkeiten, weiche bei einem Klappenventil mit metallischen schiefzylindrisch ausgebildeten Dichtflächen auftreten, nicht vorhanden sind, besitzt das Lager für die Welle und die Welle die gleiche Querschnittsform.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 eine bekannte Ausführungsform;

F i g. 3 den Bereich der oberen Lagerstelle eines Klappenventils;

Fig.4 eine schematische schnittbildliche Darstellung des Klappenventils als Ausfuhrungsbeispiel und

F i g. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel im Schnitt.

Ein Ventilgehäuse 2 weist gemäß F i g. 3 einen Flansch 1 zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Rohrleitung und eine Lagerstelle 5 zur Lagerung einer Welle 4, welche eine Ventilklappe 3 trägt, auf. Am inneren Umfang des Ventilgehäuses 2 sind zwei metallische Dichtflächen 6 angebracht Die Ventilklappe 3 weist an ihrem Rand metallische Dichtflächen 7 auf, welche so ausgebildet sind, daß sie bei geschlossenem Ventil dichtend mit den Dichtflächen 6 am Ventilgehäuse 2 zusammenwirken. Ein Ende der Welle 4 ist aus dem Ventilgehäuse 2 herausgeführt und mit einem nicht näher dargestellten Ventilbetätigungsmechanismus ver-

bundcn.

Die Lagerstein 5 besitzt eine Lagerbüchse 9, welche mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden ist. einen Abschluß 12, welcher auf der der Innenseite de? Venti'gehäuses 2 zugewandten Seite der Lagerbüchse 9 angeordnet ist. und ein elastisches Dichtelement II, welches im Abschluß 12 gehalten wird.

Wie in Fig.4 dargestellt, hat ein Lager 13 der Lagerstelle 5 eine Bohrung 22 mit unrundem Querschnitt und die in dieser Bohrung gelagerte Welle 4 hat einen kreisförmigen Querschnitt, wodurch bei geschlossenem Ventil Freistellungen Szwischen der Welle 4 und den Lagerstellen 5 gegeben sind, welche in der Ebene der Ventilklappe 3 und radial zur Welle 4 so groß ausgeführt sind, daß eine Verschiebung der Ventilklappe 3 /.ur Frzielung eines dichten Sitzkontaktes bei

geschlossenem Ventil ermöglicht wird, und welche in Richtung senkrecht zur Ebene der Ventilklappe 3 und radial zur Welle 4 so klein ausgeführt sind, daß eine normale Lagerung und Verdrehung eier Welle 4 gewährleistet ist. Dadurch wird aber auch ein Spiel zwischen den Dichtflächen 6 und 7 aufgrund einer Verschiebung der Welle 4 senkrecht zur Oberfläche der Ventilklappe 3 vermieden. Das AusfQhrungsbeispiel nach Fig.5 zeigt eine Welle 4 mit unrundem Querschnitt, wobei nun die Bohrung 22 d«s Lagers 33 der Lagerstelle 5 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Anordnung ist ebenfalls wieder so gewählt, daß in geschlossenem Zustand der Ventilklappe 3 die Freistellung 5 in der Ebene der V«ntilklappe 3 vorhanden ist.

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Klappenventil mit metallischen, schieFzylindnsch ausgebildeten Dichtflächen an Ventilklappe und Ventilgehäuse und mit mindestens einer im Ventilgehäuse gelagerten und die Ventilklappe tragenden Welle, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagern (13) im Ventilgehäuse (2) und der Welle (4) Freistellungen (S) vorgesehen sind, welche bei geschlossener Ventilklappe (3) in der Ebene der Ventilklappe (3) größer sind als senkrecht dazu und durch unterschiedliche Querschnittsformen von Lager (13) und Welle (4) gebildet sind, von denen die eine Querschnittsform kreisrund ur.d die andere elliptisch oaer oval ist.