DE29622643U1

DE29622643U1 - Ventil

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Publication number: DE29622643U1
Application number: DE29622643U
Authority: DE
Original assignee: RICHTER ALBERT ARI ARMATUREN
Current assignee: RICHTER ALBERT ARI ARMATUREN
Priority date: 1996-11-09
Filing date: 1996-11-09
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2006-11-10

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Ventile sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. So kommen sogenannte Klappen-, Schrägsitz- oder Geradsitzventile zum Einsatz.

Dabei ist eine sichere Absperrfunktion vom Zusammenwirken des Verschlußstückes mit dem Ventilsitz abhängig, hier insbesondere von deren Geometrie.

In jedem Fall wird beim Absperren auf das Verschlußstück durchflußseitig ein höherer Druck wirksam als abflußseitig.

Dieser Druckkraft wird rückseitig eine, beispielsweise durch eine Spindel aufgebrachte Antriebskraft entgegengesetzt, dieser zur Optimierung der Dichtung das Verschlußstück gleichmäßig auf den Ventilsitz gedrückt.

Prinzipbedingt ist eine solche gleichmäßige Kraftverteilung bei einem Geradsitzventil gewährleistet, da hier die Dichtfläche und die Antriebskraft unter einem Winkel von 90° zueinander stehen, wobei die Antriebskraft zentrisch am Verschlußstück angreift.

LOESENBECK & STRACKE - PATENTANWÄLTE - BIELEFELD

23. Januar 1997

ARI Beschreibung Blatt

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Eine recht günstige Kraft- bzw. Druckverteilung ist auch bei Schrägsitzventilen gegeben, wobei der Ventilsitz und das daran angepaßte Verschlußstück im gemeinsamen Berührungsbereich kegelförmig ausgebildet sind (EP O 438 688).

Allerdings weisen sowohl das Geradsitzventil als auch das Schrägsitzventil Nachteile auf.

So sind bei dem Geradsitzventil hohe Widerstandsbeiwerte gegenüber fließenden Medien gegeben, während das Schrägsitzventil mit einem schrägen Kegelschnitt als Geometrie der Ventilabschlußelemente, zwar geringere Widerstandsbeiwerte aufweist, jedoch aufwendig in der Herstellung ist. ,

Weitere Nachteile des bekannten Schrägsitzventiles, bei dem die Manteillinie des kegelförmig ausgebildeten Ventilsitzes in einer gedachten Spitze mündet, wird bei zunehmender Steilheit der Anordnung im Gehäuse der sich ergebende elliptische Querschnitt schlanker.

Um die sich daraus ergebende Verschlechterung der Widerstandsbeiwerte zu mini-, mieren, wird der Kegelöffnungswinkel und einem flacheren Kegelschnitt entgegengewirkt. Da dabei die äußeren Bauabmessungen des Ventiles zunehmen, ist aufgrund zu beachtender Normen, durch die die Baumaße festgelegt sind, nur eine begrenzte Veränderung möglich. Hinzu kommt die bei einer größeren Abmessung des Ventiles sich zwangsläufig ergebende Kostensteigerung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der gat* tungsgemäßen Art so zu gestalten, daß relativ unabhängig von der Geometrie des Ventilsitzes bzw. des Verschlußstücks eine Optimierung der Leistungsdaten bezüglich der Durchflußmenge und der Widerstandsbeiwerte möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Ventil gelöst, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.

Definitionsgemäß ist ein Torus ein ringförmiges Gebilde, das entsteht, wenn eine Kreisfläche um eine außerhalb des Kreises liegende Achse rotiert.

Anstelle einer Kreisfläche kann der torusförmige Ventilsitz im Querschnitt auch andere Geometrien aufweisen, beispielsweise eine Ellipse, Parabel oder Hyperbel (einschaliger Hyperbolid). ,

In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß die Ausbildung als Kreisfläche, insbesondere hinsichtlich der Fertigung ein Optimum darstellt.

LOESENBECK & STRACKE - PATENTANWÄLTE - BIELEFELD 23. Januar 1997

ARI Beschreibung Blatt

Gegenüber einem kegeiförmigen Ventilsitz bietet die torusförmige Ausgestaltung zusammen mit dem daran angepaßten Verschlußstück einen wesentlich verbesserten Dichtkraftverlauf, woraus sich sowohl hinsichtlich der Dichtwirkung als auch hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung (Dimensionierung) Vorteile ergeben.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß schräge, ebene Schnitte ellipsenförmige oder kreisförmige Innenkonturen ergeben. Hierdurch ist es möglich, in gewünschter Weise Durchflußquerschnitte auszubilden, die durch eine geringe Umlenkung des Durchflußmedium lediglich kleine Strömungswiderstände erzeugen.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit; den Kreisflächendurchmesser sowie den Ringdurchmesser zu variieren, so daß die gesamte Sitzflächengeometrie sehr an die vorhandenen Anforderungen angepaßt werden kann.

Durch die Anordnung des Verschlußstückes, wobei dies in Verschlußstellung schräg zur Ebene des Ventilsitzes verläuft und das Verschlußstück im Berührungsbereich mit dem Ventilsitz dessen Kontur angepaßt ist, ergibt sich ein einseitiges Hintergreifen des Verschlußstückes, das dazu führt, daß durch den durch das Durchflußmedium ausgeübten Druck das Verschlußstück an den Ventilsitz angepreßt wird, also dadurch die Dichtwirkung unterstützt wird.

Die im übrigen auf das Verschlußstück aufzubringenden Dichtkräfte werden durch eine an sich bekannte Spindel erzeugt, die jedoch vorteilhafterweise außermittig an dem Verschlußstück angreift, und zwar in dem der Hintergreifung gegenüberliegenden Bereich.

Aufgrund der veränderten Hebelwirkung sind geringere Spindelkräfte erforderlich als bei den bekannten Ventilen. ,

Ferner bringt die Erfindung mit sich, daß sich das Verschlußstück beim Verschließen selbsttätig zentriert. Naturgemäß kann dadurch auf eine aufwendige Führung des Verschlußstückes bzw. der Spindel verzichtet werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Die einzige Figur zeigt einen Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Ventils in einer Seitenansicht.

LOESENBECK& STRACKE -PATENTANWÄLTE -BIELEFELD . 23. Januar 1997

ARI ^; Beschreibung Blatt 4

In eier Figur ist eine Zuflußleitung 1 sowie eine Abflußleitung 2 gezeigt, die in einem nicht näher dargestellten Gehäuse eines Ventils angeordnet sind und durch die ein Medium führbar ist.

Die Zuflußleitung 1 und die Abflußleitung 2 sind durch ein Verschlußstück 4 voneinander trennbar, das im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz 3 einen Durchfluß des Mediums verhindert.

Dabei ist das Verschlußstück 4 an einer Spindel 5 befestigt, durch die das Verschlußstück 4 auf und nieder bewegbar ist.

Bei dem in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Ventil handelt es sich um ein Schrägsitzventil, bei dem der Ventilsitz 3 schräg zur Durchströmrichtung des Mediumsangeordnet ist. Die Spindel 5 verläuft senkrecht zur Durchflußrichtung.

Erfindungsgemäß ist der Ventilsitz 3 torusförmig ausgebildet, wobei er im Ausführungsbeispiel durch einen Dichtring gebildet wird, dessen umlaufender Ringkörper im Querschnitt die Form einer Kreisfläche 6 einnimmt.

Anstelle eines separaten Dichtrings, der vorzugsweise aus einem geeigneten Dichtmaterial besteht, ist auch eine entsprechende Ausformung aus dem Gehäusematerial denkbar. . ' ,

Gegenüber der Flächenebene des Ventilsitzes 3 ist die Flächenebene des Verschlußstückes 4 schrägverlaufend, und zwar zur außermittig angeordneten Spindel 5 hin ansteigend.

Im Berührungsbereich mit dem Ventilsitz 3 ist das Verschlußstück 4 der Kontur des Ventilsitzes 4 angepaßt.

Aufgrund der torusförmigen Ausbildung des Ventilsitzes 3 einerseits und der Anordnung des Verschlußstückes 4 andererseits hintergreift das Verschlußstück 4 den Ventilsitz im unteren Bereich.

Dabei ergibt sich eine optimale Anlage in Verschlußstellung des Verschlußstückes dann, wenn dessen unterste Kante auf der Mittelachse der Kreisfläche 6 aufliegt, die parallel zur Längsachse der Zuflußleitung 1 verläuft.

Der durch das abgesperrte Druckmedium auf das Verschlußstück einwirkende Druck preßt das Verschlußstück 4 in unterstützender Weise selbsdichtend an den Ventilsitz

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LOESENBECK & STRACKE - PATENTANWÄLTE - BIELEFELD . 23. Januar 1997

ARI . Beschreibung Blatt

Im oberen Bereich liegt die dem Innenraum des Ventilsitzes zugewandte Berührungskante des Verschlußstückes 4 gleichfalls auf einer Mittelachse der oberen Kreisfläche 6, die parallel zur Längsachse der Zuflußleitung 1 verläuft.

Selbst bei geringen, durch die Spindel aufgebrachten Gegenkräften wird eine optimale Dichtung zwischen dem Ventilsitz und dem Verschlußstück 4 erreicht.

Die sich ergebende konkave Ausformung des Verschlußstückes 4 im Anlagebereich mit dem Ventilsitz 3 und die gegenüber, diesem schräge Stellung wird eine über den gesamten Umfang sich verändernde Form des Anlagebereiches des Verschlußstükkes 4 erreicht, die dazu führt, daß das Verschlußstück 4 auch bei nicht exakter Führung immer die bestmögliche Dichtposition einnimmt.

LOESENBECK& STRACKE-PATENTANWÄLTE-BIELEFELD , 23. Januar 1997

Claims

Schutzansprüche

1. Ventil mit einem Gehäuse, das eine Zufluß- und eine Abflußleitung aufweist, die durch ein verstellbares Verschlußstück voneinander trennbar sind, wobei dies dann an einem Ventilsitz dichtend anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (3) torusförmig ausgebildet ist und daß das im Berührungsbereich der Kontur des Ventilsitzes (3) angepaßte Verschlußstück (4) in Verschlußstellung schräg zur Ebene des Ventilsitzes (3) verläuft.

2. Ventil nach Anspruch 1, bei dem das Verschlußstück mittels einer Spindel auf und nieder bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (5) außermittel am Verschlußstück (4) befestigt ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (3) auf seiner dem Verschlußstück (4) zugewandten Seite im Berührungsbereich mit diesem kreisbogenförmig ausgebildet ist.

4. Ventil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weiter in den Ventilsitz (3) ragende, an diesem anliegende Außenkante des Verschlußstükkes (4) in Schließstellung auf der parallel zur Längsachse der Zuflußleitung verlaufenden Mittelachse der zugeordneten Querschnittsfläche des Ventilsitzes (3) aufliegt.

5. Ventil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geringer in den Ventilsitz hineinragende Außenkante des Verschlußstückes (4) auf der

LOESENBECK & STRACKE - PATENTANWÄLTE - BIELEFELD

23. Januar 1997

ARI ....... Batefiiaasprüche Blatt 2

Mittelachse des zugeordneten Ventilsitzquerschnitts aufliegt, die parallel zur Längsachse der Zuflußleitung (1) verläuft.

LOESENBECK & STRACKE - PATENTANWÄLTE - BIELEFELD 23. Januar 1997