DE3123843A1

DE3123843A1 - "klappenventil"

Info

Publication number: DE3123843A1
Application number: DE19813123843
Authority: DE
Inventors: Karl 6050 Offenbach am Main Gruner
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1981-06-16
Filing date: 1981-06-16
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE3123843C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Klappenventil mit
einer durch eine Klappenwelle schwenkbaren Ventilklappe, die mit ihrer Dichtkante an die Sitzfläche eines Klappen gehäuses andrückbar ist. Insbesondere bezweckt die Erfindung die Verbesserung und weitere Ausbildung der durch das Patent .. .. ... (Anmeldung P 30 18 101.2-12 vom 12. Mai 1980) geschützten Erfindung.
Es sind bereits Klappenventile bekannt, die zur Erzielung einer Dichtwirkung elastische Dichtelemente aufweisen, deren zulässige Temperaturen und Druckdifferenzen Jedoch nur geringen Ansprüchen genügen. Für höhere Ansprüche sind metallisch schIieende Klappenventile bekannt, deren -Klappendrehachse gegen über der Sitzebene und der Sitzachse derart versetzt ist, daß sich die Ebenen der Dichtkanten von Ventilteller und Sitz schneiden, so daB sich die Dichtkanten durch Drehen des Ventiltellers im Schnittpunkt dichtschließend berühren. Derartige Klappenventile erfordern aber eine hohe Fertigungsgenauigkeit, und wegen der fehlenden Justiermöglichkeit ist eine Instandsetzung durch Nacharbeit nur begrenzt möglich. Es sind ferner Klappenventile bekannt, deren Klappendrehachse und Sitzachse sich kreuzen und deren Ventilteller außer einer Drehbewegung zur Abdichtung noch eine Hub- oder Schwenkbewegung machen. Auch bei diesen Ausführungen ist eine hohe ertigungsgenauigkeit erforderlich, und ein dichter Abschluß ist selbst durch Justiereinrichtungen nur schwer zu erreichen, weil die Hub- oder Schwenkbewegung gleichzeitig mit der Drehbewegung erfolgt.
Das Klappenventil gemäß dem Hauptpatent wollte daher diesen Nachteil dadurch beseitigen, daß die Schwenkbewegung der Ventilklappe durch einen Anschlag in einer Stellung begrenzbar ist, in der sich die Achsen der Sitzfläche des Gehäuses und der Dichtkante der Ventilklappe decken und von der aus durch weiteres Drehen der Klappenwelle die Ventilklappe eine axiale Hubbewegung gegen die Strömungsrichtung ausführt, bis die Dichtkante an der Sitzfläche zum dichten Abschluß kommt. Die Ventilklappe kann dabei zweckmäßig axial verschiebbar aur einem Führungsteil gelagert sein, welches seinerseits drehbar auf der Klappenwelle gelagert ist. Dabei können allerdings je nach Sitzgröße und vorhandener Druckdifferenz hohe Schließkräfte auftreten, welche den Anwendungsbereich auch dieses Klappenventils einschränken. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auch diesen Mangel des genannten Klappenventils zu beseltigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß grundsätzlich dadurch gelöst, daß die Ventilklappe mindestens teilweise bzw. so weit wie möglich von dem gegen sie wirkenden Druck entlastet ist Gemäß einer besonders vorteilhaften und einfachen AusfUhrungsform der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der die Dichtkante aufweisende Umfangsbereich der Ventilklappe aus einem Klappenring besteht, weicher auf einem mitt@leren, am Klappengehäuse abstützbaren Führungsteil der Ventilklappe verschiebbar gelagert ist0 Auf diese Weise werden die fUr die Hubbewegung der Ventilklappe erforderlichen Schließkräfte außerordentlich verringert. Das Klappenventil lä(3t sich viel leichter als bisher betätigen und kann dementsprechend für alle möglichen Zwecke mit Erfolg eingesetzt werden, Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert und in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt das Klappenventil in einem Schnitt quer zur Schwenkachse der Ventilklappe in der vollständigen Schließstellung mit zwei Varianten gemäß Ausführung 1.1 bzw.
Ausführung 1.2; Fig. 2 zeigt das Klappenventil nach Fig. 1 in einer Zwischenstellung der Ventilklappe vor dem vollständigen Abschluß; Fig. 3 zeigt das Klappenventil nach Fig. 1 und 2 in einer OrRnungsstellung der Ventilklappe bei einem Schwenkwinkel von ca. 600; Fig. 4 zeigt einen LångsschnitS durch das Klappengehäuse mit dem Klappenventil nach Fig. 1 bis 3; Fig. 5 zeigt eine Variante der Erfindung in einem Längsschnitt durch das Klappengehäuse mit dem Klappenventil, Fig. 5a zeigt einen Ausschnitt nach der Linie A- B der Fig. 5, und Fig. 6 zeigt diese Variante des Klappenventils in einem Querschnitt nach der Linie e -der Fig. 5.
Für das in der Zeichnung veranschaulichte Klappenventil ist es gemäß der Erfindung wesentlich» daß die innerhalb eines Klappengehäuses 16 auf einer Klappenwelle l angeordnete Ventilklappe druckentlastet ist. Bei defl gezeigten und für die praktische Ausführung bevorzugten Beispielen der Erfindung wird die Verringerung der fUr die gewünschte Hubbewegung der Ventilklappe erforderlichen Schließkräfte dadurch erreicht, daß der eigentliche Schließkörper ringförmig ausgebildet ist. Er besteht aus einem verschiebbar auf oder an der Klappe gelagerten Klappenring 25 dessen Ringfläche rür die Verschiebungsbewegung entsprechend viel weniger Schließkraft erfordert als eine volle Klappenfläche.
Daraus ergibt sich eine mehr oder weniger vollständige Druckentlastung etwa in Abhängigkeit vom Innendurchmesser des Klappenringes. Der Klappenring 2 ist aur einem mittleren Führungsteil 8 der Ventilklappe verschiebbar gelagert. Die Kraft, um die die Ventilklappe entlastet ist, wird unmittelbar von dem Führungsteil 8 aufgenommen und an den Lagerstellen 18 der Klappenwelle 1 auf letztere und von dort auf das Klappengehäuse 16 übertragen. Zur Abdichtung des Führungsspaltes 9 zwischen dem Klappenring 2 und dem Führungsteil 8 ist der Dichtungsring 3 vorgesehen.
Wenn sich das Klappenventil gemäß Fig. 3 in geöffnetem Zustand befindet, wird durch die Strömung in Richtung des Pfeiles ein schließendes Moment an der Ventilklappe erzeugt, das über das Führungsteil 8 aur den Anschlag 11 eines Nockenkórpers 5 und von diesem über einen Stift 4 auf die Klappenwelle 1 übertragen wird.
Dank symmetrisch angeordneter Federn 10 zwischen dem Klappenring 2 bzw. einer mit diesem verbundenen Ringscheibe 2t und dem Führungsteil 8 liegt ein Nocken 6 des Nockenkörpers 5 immer kraft schlüssig an einer Nockenfläche 7 der Ringscheibe 2t bzw. des Klappenringes 2 an. Der Arbeitspunkt des Nockens 6 ist errindungsgemäß um einen Abstand e aus der Drehachse verlagert, wodurch ein Kippmoment an dem Teil 2' entsteht, das über eine Flache 11 am Nocken körper 5 abgestützt wird.
Zum Schließen des Klappenventils wird die Ventilklappe mittels der Klappenwelle 1 zunächst his zu einem einstellbar en Anschlag 17 gedreht. Beim Weiterdrehen der Klappenwelle 1 verschiebt der Nockenkörper 5 mit seinem Locken 6 die Ringscheibe 2t an der Nockenanlage 7 in axialer Richtung bis zur Sitzebene des Klappenringes 2, so daß die Dichtfläche 15 des Klappenringes 2 gegen die Dichtfläche 14 am Klappengehäuse 16 gepreßt wird. Dabei werden die vorgespannten Federn 10 weiter gespannt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zum Schutz gegen Überlastung aller am Schließvorgang beteiligten Teile ein Anschlag 12 am Nockenkörper 5 vorgesehen, der das an der Klappenwelle 1 eingeleitete Drehmoment dann direkt über die Teile 2, 2' und das Führungsteil 8 auf den Anschlag 17 überträgt.
Gemäß einer Variante der Errindung kann der Nockenkörper 5 statt innerhalb des Teiles 2tv wie in Fig. 1 bis 4 gezeigt, auch außerhalb des Dichtungsringes 3 durch zwei Nockenkorper 5' ersetzt werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
Im übrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung veranschaulichte Ausrührunsbeispiel, sondern sie umfaßt auch alle Varianten und Ausgestaltungen im Rahmen der wesentlichen Erfindungsmerkmale. Beispielsweise kann die Dichtfläche 14 am Gehäuse 16 auch an einem lösbaren Sitzring 19 angebracht sein, wie in der Nebenfig.
1.1 der Fig. 1 dargestellt ist. Eine weitere Variante mit vollständig druckentlastetem Schließteil 2 ist in der Nebenfig. 1.2 der Fig. 1 gezeigt.
L e e r s e i t e

Claims

K l a p p e n v e n t i l Pat e n t a n s erz r ü c h e 1. Klappenventil mit einer durch eine Klappenwelle schwenk baren Ventilklappe; die mit ihrer Dichtkante an die Sitz-@läche eines Klappengehäuses andrückbar ist, insbesondere mit einet

nach Verschwenkung bis zu einer Anschlagstellung eine Hubbewegung bis in ihre Abschlußstellung ausführenden Ventilklappe nach Patent .. .. ... (Anmeldung P 30 18 101.2-12), dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe mindestens teil weise von dem gelen sie wirkenden Druck entlastet ist.
2. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dichtkante (15) auRweisende Umfangsbereich der Ventilklappe aus einem Klappenring (2) besteht, welcher aur einem mittleren, am Klappengehäuse (16) abstützbaren Führungsteil (8) der Ventilklappe verschiebbar gelagert ist.
3. Klappenventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappenring (2) mittels mindestens eines aur der Klappenwelle (1) angeordneten Nockenkörpers (5 bzw. 5t) verschiebbar ist.
4. Klappenventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (6) des Nockenkdrpers (5) mit der Nockenanlagerläche (7) einer mit dem Klappenring (2) verbundenen, in einer hinteren Ausnehmung (8') des Führungsteiles (8) gelagerten Ringscheibe (2t) zusammenarbeitet (Fig. 1 bis 4).
5. Klappenventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Nockenkörper (5') außerhalb des Führungsteiles (8) auf der Klappenwelle (1) angeordnet sind und unmittelbar auf den vorzugsweise mit einer Ringscheibe (2") verbundenen Klappenring (2) wirken (Fig. 5 und 6).
Ó. Klappenventil nach einem oder mehreren der AnsprUche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Füh rungsteil (8) und dem Klappenring (2) bzw. der Ringschei be (2' oder 2") mindestens eine Druckfeder (X0 bzw0 102) angeordnet ist.
7. Klappenventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Klappenring (2) und dem Führungsteil (8) befindliche Führungsspalt (9) durch einen Dichtungsring (3) abgedichtet ist.
8. Klappenventil nach einem der Ansprüche 3, 4, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenkörper (5; 5') mit einem Anschlag (11) versehen ist, der mit einer Anlagefläche einer Ausnehmung der Ringscheibe (2t) bzw. des Klappenringes (2) zusammenarbeitet.
9. Klappenventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daM der Nockenkörper (5 5') mit einem weiteren Anschlag (12) versehen ist, der mit einer entsprechenden Anlagefläche der Ausnehmung der Ringscheibe (2') bzw, des Klappenringes (2) zusammenarbeitet.
10. Klappenventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (8) mit einem am Klappengehäuse (16) befestigten, vorzugsweise verstellbaren Anschlagorgan (17) zusammenarbeitet.