DE3705162A1 - ROTATING AND AXIAL SLIDING GAS-SEAL VALVE - Google Patents
ROTATING AND AXIAL SLIDING GAS-SEAL VALVEInfo
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Description
Es ist bekannt, daß die meisten gasdichten Ventile ein Ventilgehäuse mit einem kegelstumpfförmigen Ventilsitz auf weisen, in den ein Ventilkörper drehbar eingesetzt ist, der ebenfalls kegelstumpfförmig ist und eine zu seiner Drehachse rechtwinklige Bohrung hat. It is known that most gas tight valves Valve housing with a frusto-conical valve seat have, in which a valve body is rotatably inserted, the is also frustoconical and one to its axis of rotation right-angled hole.
Die Abdichtung zwischen der seitlichen konischen Arbeits kante des Ventilkörpers und der komplementären Fläche des Sitzes des Ventilgehäuses wird durch eine dünne Fettschicht in Verbin dung mit einer hohen Bearbeitungsgenauigkeit erzielt.The seal between the side tapered work edge of the valve body and the complementary surface of the seat The valve body is connected by a thin layer of grease achieved with high machining accuracy.
Die erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit der Sitzfläche des Ventilgehäuses und der seitlichen Fläche des Ventilkörpers verursachen hohe Herstellungskosten.The required machining accuracy of the seat of the valve housing and the lateral surface of the valve body cause high manufacturing costs.
Es wurden Versuche unternommen, um die Kosten derartiger Ventile durch die Verwendung von Dichtungen zu senken, wie sie bei Ventilen für Flüssigkeiten verwendet werden, wobei durch die Verwendung von Dichtungen die Herstellungskosten tatsäch lich verringert wurden.Attempts have been made to reduce the cost of such Lower valves through the use of seals like them used for valves for liquids, whereby by the use of seals actually the manufacturing costs were reduced.
Allerdings stiegen die Wartungskosten dieser Ventile, und zwar deshalb, weil sie häufig inspiziert werden mußten, um den Grad der Abnutzung zu prüfen.However, the maintenance cost of these valves increased This is because they had to be inspected frequently in order to Check the degree of wear.
Tatsächlich bewirkt die Abnutzung der Dichtungen bei Flüs sigkeitsventilen anfangs nur sehr kleine Leckströme, die im Fall von ungefährlichen Flüssigkeiten sogar benutzt werden können, um den Abnutzungsgrad der Dichtungen zu ermitteln, wodurch ange zeigt wird, wenn die Dichtungen ersetzt werden müssen.In fact, the seals wear on rivers liquid valves initially only very small leakage currents, which in the case of harmless liquids can even be used to to determine the degree of wear of the seals, whereby ange shows when the seals need to be replaced.
Bei Ventilen für Gase können solche Leckagen aber nur mit komplizierten Geräten ermittelt werden, und es ist deshalb er forderlich, den Abnutzungsgrad der Dichtungen periodisch zu prü fen. Da die fraglichen Dichtungen beim Öffnen und Schließen des Ventils an dem Sitz des Ventilgehäuses oder an der Außenfläche des Ventilkörpers reiben, sind sie einer beträchtlichen Abnutzung unterworfen. Die Inspektionsintervalle müssen daher sehr kurz sein, was mit entsprechend hohen Wartungskosten verbunden ist.In the case of valves for gases, such leaks can only occur with complicated devices can be identified, and therefore it is It is necessary to periodically check the degree of wear of the seals fen. Since the seals in question when opening and closing the Valve on the seat of the valve housing or on the outer surface of the valve body rub, they are a considerable wear subject. The inspection intervals must therefore be very short be what is associated with correspondingly high maintenance costs.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu überwinden.The present invention is based on the object to overcome these problems.
Zu diesem Zweck wird dem Ventilkörper gemäß der Erfindung mittels geeigneter Steuerkurven eine kombinierte Dreh- und Axial bewegung erteilt, so daß die Dichtungen keine oder jedenfalls nur eine sehr geringe Abnutzung durch Reibung erleiden.For this purpose, the valve body according to the invention by means of suitable control curves, a combined rotation and axial movement granted, so that the seals no or at least only suffer very little wear from friction.
Diese Dichtungen werden gemäß der Erfindung beim Öffnen oder Schließen des Ventils lediglich komprimiert oder entspannt, so daß sie eine sehr lange Lebensdauer haben.These seals are according to the invention when opening or Closing the valve is only compressed or relaxed, so that they have a very long lifespan.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschrie benen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:Further details, advantages and features of the invention result from the following description and the drawing, to those not described in the text regarding the revelation of all the details are explicitly referred to. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ventil im geschlossenen Zustand, Fig. 1 shows a longitudinal section through the valve in the closed state,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Ventilkörpers in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, Fig. 2 is a side view of the valve body in the position shown in Fig. 1 position,
Fig. 3 eine Aufsicht auf den Ventilkörper, Fig. 3 is a plan view of the valve body,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 1,
Fig. 5 eine Seitenansicht der die vertikale Stellung des Ventilkörpers bestimmenden Steuerkurve, die gegen über der in Fig. 1 gezeigten Lage um 90° verdreht ist, Fig. 5 is a side view of the vertical position of the valve body defining cam which is rotated with respect to the embodiment shown in Fig. 1 position by 90 °,
Fig. 6 eine Aufsicht auf das Ventilgehäuse ohne den Ventil körper, und Fig. 6 is a plan view of the valve body without the valve body, and
Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch das untere Ende des Ventilgehäuses ohne Ventilkörper. Fig. 7 is a vertical section through the lower end of the valve housing without the valve body.
In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Ventilge häuse bezeichnet, das einen Zuflußstutzen 11, einen Abflußstutzen 12 und einen kegelstumpfförmigen Ventilsitz 13 für einen Ventil körper 20 aufweist, der ebenfalls kegelstumpfförmig und an die Form des Sitzes 13 angepaßt ist.In the drawing, a Ventilge is housing designated by the reference numeral 10, having an inlet connection 11, an outlet connection 12 and a frusto-conical valve seat 13 for a valve body 20, which is also frustoconical adapted and the shape of the seat. 13
Der Ventilkörper 20 hat eine Querbohrung 21 und an der Ober seite eine axiale prismatische Ausnehmung 22, in die das untere Ende einer Betätigungsspindel 23 eingreift.The valve body 20 has a transverse bore 21 and on the upper side an axial prismatic recess 22 into which the lower end of an actuating spindle 23 engages.
Der Ventilkörper 20 ist durch einen zylindrischen Anschlag 14 festgelegt, der an dem Ventilgehäuse 10 mittels eines Feder rings 15 befestigbar ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, oder auf andere Weise, wie z.B. durch eine Verschraubung.The valve body 20 is fixed by a cylindrical stop 14 which can be fastened to the valve housing 10 by means of a spring ring 15 , as shown in the drawing, or in another way, for example by a screw connection.
Dichtungen 16 und 17 sind zwischen der Außenfläche des An schlags 14 und der Innenfläche des Ventilgehäuses 10 bzw. zwi schen der Betätigungsspindel 23 und der Innenfläche der diese aufnehmenden Bohrung des Anschlags 14 angeordnet. Bei bekann ten gasdichten Ventilen dieser Bauart beruht die Abdichtung des Ventiles ausschließlich auf einer Fettschicht, die zwischen der Außenfläche des Ventilkörpers und der komplementären Fläche des Ventilsitzes des Ventilgehäuses 10 angeordnet ist.Seals 16 and 17 are arranged between the outer surface of the stop 14 and the inner surface of the valve housing 10 or between the actuating spindle 23 and the inner surface of the bore receiving the stop 14 . In known gas-tight valves of this type, the sealing of the valve is based exclusively on a layer of grease which is arranged between the outer surface of the valve body and the complementary surface of the valve seat of the valve housing 10 .
Demzufolge müssen sowohl die Außenfläche des Ventilkörpers 20 als auch die Innenfläche des Ventilgehäuses 10 mit großer Ge nauigkeit bearbeitet werden, was die Herstellungskosten erhöht.Accordingly, both the outer surface of the valve body 20 and the inner surface of the valve housing 10 must be machined with great accuracy, which increases the manufacturing cost.
Gemäß der Erfindung wird die Abdichtung des Ventils in ge schlossenem Zustand durch eine ringförmige Dichtung 30 bewirkt, die in einer in der Seitenfläche des Ventilkörpers 20 angeordne ten in sich geschlossenen Nut 31 angeordnet ist.According to the invention, the sealing of the valve in the closed state is effected by an annular seal 30 which is arranged in a throughthe groove 31 which is arranged in a side surface of the valve body 20 .
Diese Nut ist in einer der beiden Hälften der Seitenfläche des Ventilkörpers 20 angeordnet, die sich zwischen den Mündungen der Bohrung 21 befinden. Diese Nut 31 hat eine solche Form, daß sie die Mündung 11′ des Zuflußstutzens 11 des Ventilgehäuses 10 umgibt.This groove is arranged in one of the two halves of the side surface of the valve body 20 , which are located between the mouths of the bore 21 . This groove 31 has such a shape that it surrounds the mouth 11 'of the inlet nozzle 11 of the valve housing 10 .
Eine Verdrehung des Ventilkörpers 20 von der geschlossenen Stellung in die offene Stellung und umgekehrt würde sehr bald eine Abnutzung der Dichtung 30 zur Folge haben. Um dies zu ver meiden, kommt die Dichtung 30 gemäß der Erfindung nur dann mit der Innenfläche des Ventilgehäuses 10 in Berührung, wenn sich das Ventil im geschlossenen Zustand befindet.Rotation of the valve body 20 from the closed position to the open position and vice versa would very soon result in wear of the seal 30 . To avoid this, the seal 30 according to the invention only comes into contact with the inner surface of the valve housing 10 when the valve is in the closed state.
Im offenen Zustand des Ventils und insbesondere während der Bewegung des Ventilkörpers von der offenen in die geschlossene Stellung und umgekehrt ist die Dichtung 30 gemäß der Erfindung von der Innenfläche des Ventilgehäuses abgehoben.In the open state of the valve and in particular during the movement of the valve body from the open to the closed position and vice versa, the seal 30 is lifted off the inner surface of the valve housing according to the invention.
Zu diesem Zweck ist an der Unterseite des Ventilgehäuses 10 eine Feder 32 angeordnet, die den Ventilkörper 20 stets nach oben drückt.For this purpose, a spring 32 is arranged on the underside of the valve housing 10 , which always presses the valve body 20 upwards.
Die axiale Stellung des Ventilkörpers 20 wird durch eine ringförmige Steuerkurve 33 bestimmt, die unter dem Anschlag 14 angeordnet ist und mit zwei an der Oberseite des Ventilkörpers 22 angeordneten und als Kurvennachläufer dienenden Vorsprüngen 61 zusammenwirkt. Wenn sich der Ventilkörper 20 in der Schließ stellung des Ventils befindet, dann hat die ringförmige Steuer kurve 33 einen nach unten vorspringenden Kurvenabschnitt, wogegen die ringförmige Steuerkurve in der dem geschlossenen Zustand des Ventils entsprechenden Stellung des Ventilkörpers einen nach oben zurückgesetzten Kurvenabschnitt aufweist.The axial position of the valve body 20 is determined by an annular control cam 33 , which is arranged under the stop 14 and interacts with two projections 61 arranged on the upper side of the valve body 22 and serving as curve followers. When the valve body 20 is in the closed position of the valve, the annular control curve 33 has a downwardly projecting curve section, whereas the annular control curve in the position of the valve corresponding to the closed state of the valve body has an upwardly reset curve section.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei als Mitneh mer dienende Vorsprünge 61 vorgesehen, so daß die auf den Ventil körper 20 ausgeübte Abwärtskraft durch dessen Längsachse hindurch geht.In the exemplary embodiment shown, two projections 61 serving as drivers are provided, so that the downward force exerted on the valve body 20 passes through its longitudinal axis.
Um eine ordnungsgemäße Positionierung der Steuerkurve 33 in Umfangsrichtung zu gewährleisten, ist diese mit einander gegen überliegenden Zähnen 35 versehen, die in entsprechende Aussparun gen 36 an der Innenfläche des Ventilgehäuses 10 eingesetzt sind.In order to ensure correct positioning of the control cam 33 in the circumferential direction, it is provided with mutually opposite teeth 35 which are inserted into corresponding recesses 36 on the inner surface of the valve housing 10 .
Die Feder 32 ist in eine an der Unterseite des Ventilkörpers 20 angeordnete Ausnehmung 37 und in eine im Boden des Ventilge häuses 10 angeordnete Ausnehmung 38 eingesetzt.The spring 32 is inserted into a recess 37 arranged on the underside of the valve body 20 and into a recess 38 arranged in the bottom of the valve housing 10 .
Damit sich der Ventilkörper 20 zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung nur um 90° verdrehen läßt, sind am Boden des Ventilgehäuses zwei Anschläge 39 und 40 angeordnet. Diese Anschläge wirken mit den Endflächen von zwei Aussparungen 41 und 42 zusammen, die im unteren Bereich der Seitenfläche des Ventilkörpers 20 ausgebildet sind.So that the valve body 20 can only be rotated by 90 ° between the open and the closed position, two stops 39 and 40 are arranged on the bottom of the valve housing. These stops cooperate with the end faces of two cutouts 41 and 42 , which are formed in the lower region of the side face of the valve body 20 .
Diese Mittel zur Begrenzung der Verdrehung des Ventilkörpers eines Ventils sind an sich bekannt und bedürfen daher keiner nä heren Erläuterung.These means for limiting the rotation of the valve body a valve are known per se and therefore do not need any here explanation.
Das vorstehend beschriebene Ventil arbeitet folgendermaßen: In der Schließstellung des Ventils wird der Ventilkörper trotz der nach oben gerichteten Schubkraft der Feder 32 von der Steuerkurve 33 in seiner abgesenkten Stellung nahe dem Boden der Innenfläche des Ventilgehäuses 10 gehalten. The valve described above works as follows: In the closed position of the valve, the valve body is held in its lowered position near the bottom of the inner surface of the valve housing 10 by the control cam 33 despite the upward thrust of the spring 32 .
In dieser Position wird die Dichtung 30 gegen die konische Fläche des Ventilsitzes des Ventilgehäuses 10 im Umfangsbereich der Mündung 11′ angepreßt, wo der Zuflußstutzen 11 des Ventil körpers in dessen Innenraum einmündet (siehe Fig. 1und 6).In this position, the seal 30 is pressed against the conical surface of the valve seat of the valve housing 10 in the circumferential region of the mouth 11 ', where the inlet connection 11 of the valve body opens into the interior thereof (see FIGS . 1 and 6).
Die Querbohrung 21 des Ventilkörpers 20 ist zur Achse der beiden Stutzen 11 und 12 rechtwinklig, die demzufolge nicht mit einander in Verbindung stehen. Sobald der Ventilkörper 20 ver dreht wird, um ihn von der geschlossenen in die offene Stellung zu bewegen, gelangen die als Kurvennachläufer dienenden Vor sprünge 61 in den zurückgenommenen konkaven Bereich des Kurven profils der ringförmigen Steuerkurve 33, so daß die Feder 32 den Ventilkörper 20 nach oben drücken kann. Wegen der konischen Form der Oberfläche des Ventilkörpers 20 einerseits und der Sitzfläche des Ventilgehäuses 10 andererseits kommt die Dichtung 30 außer Be rührung mit der Sitzfläche des Ventilgehäuses 10.The transverse bore 21 of the valve body 20 is at right angles to the axis of the two connecting pieces 11 and 12 , which consequently are not connected to one another. As soon as the valve body 20 is rotated ver to move it from the closed to the open position, the serving as curve followers before jumps 61 in the withdrawn concave region of the curve profile of the annular control cam 33 , so that the spring 32 follows the valve body 20 can push up. Because of the conical shape of the surface of the valve body 20 on the one hand and the seat of the valve housing 10 on the other hand, the seal 30 comes out of contact with the seat of the valve housing 10 .
Die Dichtung 30 reibt daher nicht an der Sitzfläche des Ven tilgehäuses 10, wenn der Ventilkörper zwischen der geschlossenen und der offenen Stellung bewegt wird. Dadurch wird eine Abnutzung infolge Reibung nahezu vollständig ausgeschlossen.The seal 30 therefore does not rub against the seat of the Ven tilgehäuses 10 when the valve body is moved between the closed and the open position. This almost completely eliminates wear due to friction.
Außerdem wird die Dichtung nur in geschlossenem Zustand des Ventils gegen die Sitzfläche des Ventilgehäuses angepreßt.In addition, the seal is only in the closed state of the Valve pressed against the seat of the valve housing.
Wenn sich der Ventilkörper in der Offenstellung oder in einer Mittelstellung zwischen der Offen- und der Schließstellung befindet, dann ist die Dichtung entspannt, so daß sie ihre Ela stizität länger bewahren kann.If the valve body is in the open position or in a middle position between the open and the closed position then the seal is relaxed so that it can hold its Ela can maintain stability for longer.
Gemäß der Erfindung wird daher der zweifache Vorteil erzielt, daß einerseits die Abnutzung der Dichtung verringert und anderer seits die Kompression der Dichtung auf diejenigen Zeiträume be grenzt wird, wo das Ventil geschlossen ist. According to the invention, the double advantage is therefore achieved that on the one hand the wear on the seal is reduced and on the other the compression of the seal on those periods is limited where the valve is closed.
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Bezugszeichenliste:
10 Ventilgehäuse
11 Zuflußstutzen
11′ Mündung von 11
12 Abflußstutzen
13 Ventilsitz
14 Anschlag
15 Federring
16 Dichtung
17 Dichtung
20 Ventilkörper
21 Querbohrung in 20
22 Ausnehmung in 20
23 Betätigungsspindel
30 Dichtung
31 Nut in 20
32 Feder
33 Steuerkurve
35 Zähne von 33
36 Aussparung in 10
37 Ausnehmung in 20
38 Ausnehmung in 10
39, 40 Anschläge an 10
41, 42 Aussparungen in 10
61 Vorsprünge an 20 List of reference symbols: 10 valve housings
11 inlet connection
11 ′ mouth of 11
12 drain connector
13 valve seat
14 stop
15 spring washer
16 seal
17 seal
20 valve body
21 cross hole in 20
22 recess in 20
23 operating spindle
30 seal
31 groove in 20
32 spring
33 control curve
35 teeth of 33
36 recess in 10
37 recess in 20
38 recess in 10
39, 40 stops on 10
41, 42 recesses in 10
61 tabs on 20
Claims (8)
- a) daß der Ventilkörper (29) eine ringförmige Dichtung (30) aufweist, die in der Schließstellung des Ventils die Mün dung (11′) des Zuflußstutzens (11) in dem kegelstumpfför migen Ventilsitz des Ventilgehäuses (10) dichtend umgibt,
- b) daß ein Federelement (32) vorgesehen ist, das den Ventil körper (20) ständig nach oben drückt, und
- c) daß eine Steuerkurve vorgesehen ist, die eine Aufwärtsbe wegung des Ventilkörpers (20) ermöglicht, wenn dieser aus seiner der Schließstellung des Ventils entsprechenden Stellung verdreht wird.
- a) that the valve body ( 29 ) has an annular seal ( 30 ) which surrounds the mouth in the closed position of the valve ( 11 ') of the inflow nozzle ( 11 ) in the cone-shaped valve seat of the valve housing ( 10 ) sealingly surrounds
- b) that a spring element ( 32 ) is provided which presses the valve body ( 20 ) constantly upwards, and
- c) that a control cam is provided which allows an upward movement of the valve body ( 20 ) when it is rotated from its position corresponding to the closed position of the valve.
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |