DE3614408A1 - Ventilsitzring - Google Patents
VentilsitzringInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
- F16K47/08—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
- F16K1/32—Details
- F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
- F16K1/42—Valve seats
- F16K1/422—Valve seats attachable by a threaded connection to the housing
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Description
Die Erfindung betrifft Ventile zum Absperren und/oder Regeln von
Durchflüssen strömender Stoffe. Insbesondere bezieht sich die Erfin
dung auf auswechselbare Ventilsitzringe und deren Befestigung im
Zwischenboden von Ventilen.
Auswechselbare Ventilsitzringe sind üblich, weil diese Teile i. a. hö
herer Verschleißbeanspruchung ausgesetzt sind und deshalb periodisch
ersetzt werden müssen. Diese Ventilsitzringe müssen auf Dauer dicht
im Zwischenboden des Ventils sitzen und zu gegebener Zeit leicht ge
löst werden können. Es ist bekannt, zu diesem Zwecke die Befestigung
mittels Differentialgewinde vorzunehmen (DE-PS 28 30 607).
Bei der bekannten Ventilsitzanordnung erfolgt die eigentliche Abdich
tung zwischen dem Ventilsitzring und dem Gehäuse durch das Zwischen
legen eines Dichtungsringes, der plastisch verformt wird. Die Dicht
flächen sind dabei flach. Es besteht dabei der Nachteil, daß nach je
dem Lösen des Ventilsitzringes der plastisch verformte Dichtungsring
durch einen neuen ersetzt werden muß. Erfahrungsgemäß ist oft ein sol
cher Dichtungsring bei der Montage gerade nicht greifbar, so daß der
verbrauchte Dichtungsring wieder eingebaut wird und zu Leckagen führt,
die kaum erkannt werden, jedoch das Ventilgehäuse auswaschen. Der zu
sätzliche Dichtungsring muß wesentlich weicher sein als die Werkstof
fe des Sitzringes und des Ventilgehäuses. Deshalb hat er i. a. ein an
deres Elektrodenpotential und bildet mit den anderen metallischen Ven
tilteilen galvanische Elemente, die zu örtlichen Korrosionen führen.
Die Montage der bekannten Ventilsitzanordnung ist sehr umständlich. In
Kernkraftwerken macht sich der damit verbundene Zeitaufwand dadurch ne
gativ bemerkbar, daß die Strahlenbelastung des Personals hoch ist. Die
bekannte Ventilsitzanordnung benötigt zwei Einschraub-Spezialwerkzeuge,
nämlich eins für den Ventilsitzring und eins für den Differentialgewin
dering. Anfangs müssen bei der Montage beide ineinandersteckenden Werk
zeuge gemeinsam bis zu einer vorbestimmten Position gedreht werden. Dann
muß das innere Werkzeug den Ventilsitzring festhalten, damit mit dem äu
ßeren Werkzeug die Verspannung erfolgen kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.
Die Lösung besteht darin, daß die Dichtflächen des Ventilsitzringes
und dessen Aufnahme im Zwischenboden des Ventilgehäuses konisch sind.
Durch ein Forschungsprogramm Reaktorsicherheit (Förderungsvorhaben
BMFT RS 207, Kennwort: Co-freie Werkstoffe) ist bekannt, daß die
für Ventilsitzringe in Frage kommenden metallischen Werkstoffe schon
bei geringen Normalkräften um 5,6 N/mm² hohe Haftreibungszahlen nahe
1,00 haben. Wenn wie üblich die Sitzflächen mit Schleifmittel geläppt
worden sind, sind die Adhäsionskräfte sehr hoch. Es genügt deshalb,
durch einen kurzen Schlag auf den Ventilsitzring diesen gegen Verdre
hung zu sichern, um dann mit einem einzigen einfachen Werkzeug den Dif
ferentialgewindering zum Verspannen weiterzudrehen. So ist die Montage
ohne zusätzlichen Dichtungsring und ohne doppeltes Spezialwerkzeug
sehr schnell möglich.
Durch Habig, Verschleiß und Härte von Werkstoffen, München Wien 1980,
ist bekannt, daß die Haftreibungszahl den Zustand bestimmt, bei dem
die Verformung der Rauhigkeitshügel der Oberflächen eben noch ela
stisch ist. Die wahre Kontaktfläche wird solange vergrößert, bis der
Betrag des statischen Reibungskoeffizienten erreicht ist. Die Dicht
wirkung erreicht somit bei der Haftreibungszahl ihr Maximum. Bei den
üblichen metallischen Werkstoffen für Ventilsitzringe fällt teils die
Haftreibungszahl bei höheren Pressungen wieder ab. Auch gibt es Werk
stoffe, die infolge Stickstoff-Gehaltes niedrige Haftreibungszahlen
haben. Der Bereich zwischen 0,25 und 0,40 mit den Reibungswinkeln von
14° bis 23° gewährleistet danach optimale Dichtwirkung ohne plasti
sche Verformung der Dichtflächen.
Die aufeinander gepreßten Flächen sind nicht allein den Normalspannun
gen ausgesetzt, sondern auch Schubspannungen entsprechende der Querzahl
(reziproke Poisso'sche Zahl). Es finden in Querrichtung entsprechende
Dehnungen statt. Gleitbewegungen der Kontaktflächen werden offenbar ver
mieden, wenn die Querzahl größer als die Neigung der Flächen bleibt.
Bei Metallen liegt die Querzahl zwischen 1/3 und 1/4, so daß Neigungs
winkel zwischen 14° und 18,5° größtmögliche Sicherheit gegen Verschleiß
bieten. Das Optimum liegt bei der Querzahl 3/10 mit Neigungswinkel 16,7°.
Bei Ventilsitzringen aus Materialien mit niedrigen Haftreibungszahlen
läßt sich in an sich bekannter Weise die Haftreibungszahl der Ober
flächen durch Überzüge aus weichen Metallen wie Kadmium, Kupfer oder
Silber auf Grund deren Adhäsisonsverstärkung erhöhen.
Da die Werkstoffe für Ventilsitzringe überwiegend aus korrosionsbe
ständigen Legierungen bestehen, wobei eine Legierungskomponente durch
Passivierung einen Schutzüberzug ausbildet, läßt sich durch Passivie
rung mittels entsprechenden Säuren gezielt eine besonders dichte
Schutzschicht an der Dichtfläche des Ventilsitzringes erzeugen, die
ein Fressen der Dichtflächen vermeidet und die Trennwirkung wie ein
Schmierfilm hat.
Die Differentialgewindebuchse kann zweckmäßig als Drosselstufe des
Ventils ausgebildet sein und entweder Drosselbohrungen oder Schlitze
oder Drosselnuten zur Veränderung des Strömungsquerschnittes haben.
Die Strömungskräfte müssen dann so wirken, daß sie die Verspannung
verstärken.
Die Differentialgewindebuchse kann in diesem Falle so lang sein, daß
sie aus dem eigentlichen Ventilkörper herausragt. Die Werkzeuge zum
Spannen des Differentialgewindes haben dann ungehinderten Zugang.
Die Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Anordnung. In dem Ventilge
häuse 1 steckt der auswechselbare Ventilsitzring 2. Die Differential
gewindebuchse 3 hat ein grobes Außengewinde 3 a, mit dem es im Ventil
körper 1 steckt, und ein feines Innengewinde 3 b, in welchem das ent
sprechende Außengewinde des Ventilsitzringes 2 eingeschraubt ist. Die
Gehäusesitzfläche 4 nimmt den Ventilsitzring 2 mit der Sitzfläche 5
auf. In der linken Zeichnungshälfte ist die Differentialgewindebuchse
3 als Lochdrosselbuchse mit den Löchern 8 dargestellt, während sie in
der rechten Zeichnungshälfte mit Drosselkanälen 6 dargestellt ist.
Die obere Stirnfläche der Differentialgewindebuchse 3 hat die Nuten
oder Nocken 7. Der Ventilkolben 9 bildet mit der Differentialgewinde
buchse 3 die regelbare Entspannungsstufe des Ventils, die jede belie
bige Ventilcharakteristik erzeugen kann.
Claims (10)
1. Anordnung zur dichtenden Befestigung eines auswechselbaren Ventil
sitzringes im Zwischenboden eines Ventilgehäuses mittels Differen
tialgewindes dadurch gekennzeichnet, daß
die Dichtflächen (4, 5) konisch sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nei
gung der Dichtflächen (4, 5) gleich der oder kleiner als die Haft
reibungszahl der Materialpaarung der Oberflächen der Dichtflächen
(4, 5) ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Querzahl des Materials der Oberfläche der Dichtfläche (4) gleich
oder größer als die Neigung der Dichtfläche (4) ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
eine der Dichtflächen (4, 5) mit adhäsisonsverstärkendem Überzug
aus weichen Metallen wie Kadmium, Kupfer oder Silber versehen ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Oberfläche zumindest einer der Dichtflächen (4, 5)
passiviert ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Differentialgewindebuchse (3) als Lochdrosselbuchse
ausgebildet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Differentialgewindebuchse (3) Drosselkanäle (6) hat,
die so angeordnet sind, daß die Reaktionskräfte der Drosselströ
mung die Differentialgewindebuchse (3) in Spannungsrichtung be
anspruchen.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Differentialgewindebuchse (3) Nuten oder Nocken (7)
zum Ansetzen eines Spannwerkzeuges hat.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß der Neigungswinkel der Dichtflächen (4, 5) zwischen
14° und 18,5° liegt.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Nei
gungswinkel der Dichtflächen (4, 5) 16,7° beträgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863614408 DE3614408C2 (de) | 1986-04-29 | 1986-04-29 | Ventilsitzring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863614408 DE3614408C2 (de) | 1986-04-29 | 1986-04-29 | Ventilsitzring |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3614408A1 true DE3614408A1 (de) | 1987-11-05 |
DE3614408C2 DE3614408C2 (de) | 1999-11-25 |
Family
ID=6299740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863614408 Expired - Lifetime DE3614408C2 (de) | 1986-04-29 | 1986-04-29 | Ventilsitzring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3614408C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102052515A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-05-11 | 吴忠仪表有限责任公司 | 非对称节流窗口套筒调节阀 |
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- 1986-04-29 DE DE19863614408 patent/DE3614408C2/de not_active Expired - Lifetime
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CN102052515A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-05-11 | 吴忠仪表有限责任公司 | 非对称节流窗口套筒调节阀 |
CN102052515B (zh) * | 2010-12-29 | 2012-03-28 | 吴忠仪表有限责任公司 | 非对称节流窗口套筒调节阀 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3614408C2 (de) | 1999-11-25 |
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