-
Sperrventil
-
Die Erfindung betrifft ein Sperrventil aus einem Ventilgehäuse mit
Ventilsitz und Zuflußbohrung, einem von einer Feder belasteten Ventilkörper und
einem auf den Ventilkörper wirkenden Drehelement.
-
Bei den bekannten Ventilen dieser Art sind der Ventil körper und
das auf den Ventilkörper wirkende Drehelement unmittelbar miteinander oder mit dem
Ventilgehäuse mittels eines Gewindes bezw Spindel triebes verbunden, so daß das
Öffnen und das Schießen des Ventils eine Drehung miL demselben Drehwinkel in einander
entgegengerichtetem Drehsinn erforstert.
-
Die Folge hiervon ist, daß - etwa im t:efahrenfall oder in anderen
vergleichbaren oder gewünschten Bedarfsfällen - ein plötzliches Sperren des Flüssigkeits-
oder Gasdurchflusses durch das Ventil und damit die gesteuerte Leitung nicht möglich
ist.
-
Ziel der vorliegenden Erfindung ist demgemäß die Schaffung eines
Ventiles der beschriebenen Art, mit dessen liii fe einerseits das Öffnen eines Flüssigkeits-
bezw. Gasdurchflusses stufenlos bis zu einem vorgegebenen Maximum ermöglicht wird,
das Jedoch andererseits auf Betätigung des Drehelementes sprungartig schließt und
somit unter vernachlässighar geringer Zeitverzögerung den Fl üssigkeits- bezw. Gasdurchfluß
vollständig sperrt. Die Erfindung besteht darin, daß das den Ventilkörper betätigende
Drehelement mit einem gegen den Ventilkörper offenen Ventil topf versehen
und
der Ventilkörper in einer ihrerseits in dem Ventiltopf geführten und entgegen dem
Ventilkörper von einer leder axial beaufschlagten Hülse geführt ist, wobei der Ventilkörper
mit der Hülse einerseits und die Hülse mit dem Ventiltopf und dem Gehäuse andererseits
mittels jeweils eines Kugelgesperres verbunden sind, von denen die Kugeln des zwischen
dem Ventilkörper und der Hülse wirkenden Gesperres in Bohrungen der Hülse gehalten
und in eine Gewindenut des Ventilkörpers ein und ausrückbar sind, während die Kugeln
des zwischen Hülse, Ventil topf und Gehäuse wirkenden Gesperres in einem gekrummten
Umfangsschlitz des Ventiltopfes geführt sind und in eine Kalottenvertiefung der
Hülse einerseits sowie in eine in einer Umfangsnut mündende Axialverzahnung des
Gehäuses andererseits eingre-ifen, Durch die Erfindung ist ein Sperrventil geschaften,
bei dem die Kopplung des Ventilkörpers zum Zwe(-ke der Auslösung des Rücksprunges
in die Sperrstellung von dem Betätigungselement abgekoppelt und unabhängig betätigt
wird, während zum Öffnen des Ventils mittels eines ebenfalls ausrückbaren Kugelgesperres
wiederum die Koppelung herbeigeführt wird. is ist somit in der gewünschten und üblichen
Weise dosiert-geregeltes Öffnen des Ventils durch Drehen des Betätigungsgliedes
in der einen Drehrichtung möglich, während durch geringfügiges Drehen des Betätigungsgliedes
nur um einen von der Zahnteilung der Gehäuse-Axialverzahnung abhängigen Bruchteil
einer Umdrehung in Gegenrichtung das Gesperre in seine Schließstellung springt und
somit ein sofortiges vollständiges Sperren des Durchflusses bewirkt.
-
Vorteilhaft besteht das Gesperre zwischen der Hülse dem Ventiltopf
und dem Gehäuse aus drei gleichmäßig auf dem Umfang verteilten, jeweils in einem
Umfangsschlitz geführten Kugeln besLeht, während das Kugelgesperre zwischen Ventilkörper
und Hülse von zwischen zwei und vier Kugeln gebildet ist, so daß einerseits eine
einwandfreie Führung der Hülse entgegen der sie beaufschlagenden Feder und andererseits
si.chergestellt ist, daß das Öffnen des Ventils im ungünstigsten Falle - je nach
Zahl der das Gesperre zwischen Hülse und Ventilkörper bildenden Kugeln - nach einer
Leerlaufdrehung von maximal 1800, bei Einsatz eines von vier Kugeln gebildeten Gesperres
von maximal 900 beginnt.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die lijilse
mit einer einen Hülsensteg bildenden Ringntit oder einer Hinterdrehung versehen,
wobei der Hülsensteg einerseits der Aufnahme der Kugelbohrtingen und andererseits
der Führung eines den Steg mit geringem Spiel umlassenden, von der Feder belasteten
Ringes dient, mit dessen hilfe mindestens eine der Gesperrekugein während des Öffnungshubes
in der Gewindenut des Ventilkörpers gehalten wird. Hierbei sjnd die die Hülse einerseits
und den Ventilkörper andererseits in einander entgegenweisender Richtung beaufschlagenden
Federn derart aufeinander abgestimmt, daß sie in Ventilschließstellung vor Beginn
der Offnung etwa miteinander im Gleichgewicht.
-
stehen oder die Kraft der Hülsenfeder die Kraft der Ventilkörperfeder
geringfügig übersteigt, während mit zunehmender Öffnung des Ventils die Ventilkörperfeder
gespannt und die Hülsenfeder entlastet wird.
-
I)er Ventilkörper ist zum Zwecke der Verdrehsicherung vorteilhaft
an seinem gegen den Ventilsitz weisenden Ende mit einem, in einem entsprechenden
Schlitz des Ventilgehäuses geführten Führungssteg versehen.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert. Es zeigen Fig. .1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil
Fig. 2 eine Sicht auf eine Abwicklung der Hülse im Bereich Gesperres Fig. 3 einen
Schnitt durch das Ventilgehäuse im Bereich des Gesperres Das in der Zeichnung wiedergegebene
Sperrventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1 mit Ventilsitz 2, Zulauf 3 und Abfluß
4, dem Gehäusedekkel. 5, einem von einer Feder 6 belasteten Ventilkörper 7 und einem
auf den Ventilkörper 7 wirkenden Drehelement 9.
-
Es sind das den Ventilkörper 7 betätigende Drehelement 9 mit einem
gegen den Ventilkörper 7 offenen Ventil topf 10 versehen und der Ventilkörper 7
in einer ihrerseits in dem Ventiltopf 10 geführten und entgegen dem Ventilkörper
von einer Feder 11 axial heaufschiagten Hülse 12 geführt, wobei der Ventilkörper
7 mit der Hülse 12 einerseits und die Hülse mit dem Ventiltopf 10 und dem Gehäuse
5 andererseits mittels jeweils
eines Kugelgesperres verbunden sind,
von denen die Kugeln 13 des zwischen dem Ventilkörper 7 und der Hülse 12 wirkenden
Gesperres in Bohrungen 14 der Hülse 12 gehalten und in eine Gewindenut 15 des Ventilkörpers
7 ein-und ausrückbar sind. Die Kugeln 16 des zwischen Hülse 12, Ventiltopf 10 und
Gehäuse 5 wirkenden Gesperres in einem gekrümmten Umfangsschlitz 17 des Ventiltopfes
10 geführt und greifen in eine Kalottenvertiefung 19 der Hülse 12 einerseits sowie
in eine in einer Umfangsnut 20 mündende Axialverzahnung 21 des Gehäuses 5 andererseits
ein. Das Gesperre zwischen der Hülse 12, dem Ventiltopf 10 und dem Gehäuse 5 besteht
aus drei gleichmäßig auf dem Umfang verteilten, jeweils in einem Umfangsschlitz
17 geführten Kugeln 16, während das Kugelgesperre zwischen Ventilkörper 7 und Hülse
12 im Beispielsfalle von zwei Kugeln 13 gebildet ist, so daß ei-tierseits eine einwandfreie
Führung der Hülse 12 entgegen der sie beaufschlagenden Feder 11 und andererseits
sichergestellt ist, daß das Öffnen des Ventils im ungünstigsten Falle nach einer
Leerlaufdrehung von maximal 180° beginnt. Die Hülse 12 ist mit einer einen Hülsensteg
22 bildenden Hinterdrehung versehen, wobei der Hülsensteg 22 einerseits der Aufnahme
der Kugelbohrungen 14 und andererseits der ijihrung eines den Steg 22 mit geringem
Spiel umfassenden, von der Feder 11 belasteten Ringes 23 dient, mit dessen Hilfe
mindestens eine der Gesperrekugeln 13 während des Öffnungshubes in der Gewindenut
15 des Ventilkörpers 7 gehalten wird.
-
Die die Hülse 12 einerseits und den Ventilkörper 7 andererseit in
einander entgegenweisender Richtung beaufschlagenden Federn 6, 11 sind derart aufeinander
abgestimmt, daß sie in Schließstellung des Ventils vor Beginn der Öffnung etwa miteinander
im Gleichgewicht stehen oder die
Kraft der Hülsenfeder 11 die Kraft
der Ventilkörperfeder 6 geringfügig übersteigt, während mit zuenhmender Öffnung
Ventils die Ventilkörperfeder 6 gespannt und die Hülsenfeder 11 entlastet wird.
Der Ventilkörper 7 ist zum Zwecke der Verdrehsicherung in seinem gegen den Ventilsitz
2 weisenden Ende mit einem, in einem entsprechenden Schlitz des Ventilgehäuse 1
geführten Führungssteg 24 versehen.
-
Das erfindungsgemäße Sprungventil arbeitet wie folgt: Zur Öffnung
des Ventils wird Schaft 9 und damit der Ventiltopf 10 im Gegenuhrzeigersinn gedreht,
wobei die Kugeln 16 in ihren gebogenen Führungsschi lt zen 17 und aufgrund ihrer
Ijihrung in der Axia Iverzahnung 21 des Gehäusedeckels 5 axial in Richtung auf den
Ventilsitz abrollen und hierbei die Hülse 12 unter Spannung der Feder 11 mitnehmen,
bis die erste der auf dem Umfang verteilten Kugeln 13 in den Bereich der Gewindenut
15 gelangt. Die Kugel 13 tritt nunmehr in die Gewindenut ein und gibt den Weg für
den inzwischen unter verstärkter Federkraft stehenden Ring 23 frei, der sich unter
leichtem Verschwenken hinter die betreffende Kugel setzt und sie in hälltigem Eingriff
zwischen ihrer Lagerbohrung und der Nut 15 hält.
-
Gleichzeitig haben die Kugeln 16 den Bereich der Axialverzahnung
21 verlassen und sind in die rundumlaufende Nut 20 übergetreten, so daß die Drehsperre
zwischen Gehäusedeckel 5 und Ventiltopf 10 bei Aufrechterhaltung der Sperre zwischen
Ventiltopf 10 und Hülse 12 gelöst ist, so daß Ventiltopf 10 und Hülse 12 auch weiterhin
gemeinsam verdreht werden
können. Hierbei werden unter Berücksichtigung
der Drehung des Schaftes 9 im Gegenuhrzeigersinn der mittels des Steges d; drehgesicherte
Ventilkörper 7 unter Abrollen der Kugel in der Gewindenut ir) von dem Ventilsitz
abgehoben und gleichzeitig die Feder 6 unter kontinuierlicher Freigabe des Durchflusses
gespannt.
-
Zum Schließen des Ventils wird der Betätigungsschaft 9 in der üblichen
Weise im Uhrzeigersinn gedreht, wobei die Kugeln 16 aus ihrer Anschlagslge in dem
Umfangsschlitz 17 freikommen und aufgrund der von der Schlitzführung ausgeübten
Kraft in die nächstgelegene Nut der Axialverzahnung 21 eintreten. Der Verbund zwischen
dem Ventiltopf 10, der Hülse 12 und - über das Gesperre 23, 13, 15 - dem Ventilkörper
bleibt zunächst erhalten, so daß unter weiterer Spannung der Feder 6 und Entlastung
der Feder 11 der Ventilkörper zunächst noch weiler abgehoben wird, bis die von der
Feder 6 auf die Kugel 13 ausgeübte Radialkraft die von der sich immer weiter entlastenden
Feder 11 ausgeübte Kraft übersteigt. In diesem Augenblick wird die Kugel 13 aus
der Nut 15 unter Verdrängung des zu diesem Zweck mit einer - zweckmäßig halbkugelförmigen
- Aufgleitfläche versehenen Ringes ausgedrückt und der Ventilkörper unter der ehöhten
Kraft der Feder 6 sprunghaft auf den Ventilsitz gedrückt.