DE3707109A1 - Hubventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hubventil gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Hubventile, deren Gehäuse mit senkrecht zur Sitzfläche angeordneten Spindeln versehen sind, weisen Ventilverschluß­ stücke auf, die zentrisch und mit Spiel an den Spindeln gelagert sind. Dies gewährleistet ein sauberes Aufsetzen auf die Sitzfläche sowie eine einwandfreie Abdichtung auch in den Fällen, in denen größere Fertigungstoleranzen vorliegen. Aufgrund des Spieles zwischen Ventilverschlußstück und Spindel steht eine Ausgleichsmöglichkeit zur Verfügung, die eine sichere Anpressung des Ventilverschlußstückes ermöglicht. Findet ein derartiges Ventil als Drosselventil Verwendung, so besteht die Gefahr, daß bei einem geringen Öffnungsgrad und aufgrund turbulenter Strömung das Ventilverschlußstück zu schwingen oder zu flattern anfängt. Dabei kann es auf dem Gehäusesitz aufschlagen und die Dichtfläche beschädigen, wodurch eine einwandfreie Abdichtung nicht mehr gewährleistet ist.

Für derartige Fälle sehen durch die FR-PS 10 35 717 und DE-PS 6 28 107 bekannte Abhilfemaßnahmen vor, daß am Ventil­ verschlußstück elastische Elemente angebracht sind, die an die Bohrung des Gehäusesitzes gepreßt werden und damit das Schwingen verhindern. Nachteilig bei dieser Lösung ist die Tatsache, daß die elastischen Elemente als Schmutzfänger wirken und damit zu Verstopfungen bzw. zum Blockieren des Ventiles führen können.

Eine andere Maßnahme ist das Vorsehen einer starren Verbindung zwischen der Spindel und dem Ventilverschlußstück. Dies erfordert eine sehr präzise Fertigung, insbesondere dann, wenn mit dem Ventil auch noch zuverlässig abgesperrt werden soll. Aufgrund des hohen Aufwandes werden daher Ventile mit starrer Verbindung zwischen Spindel und Verschlußstück häufig nur als reine Drosselventile und nicht als Absperr­ ventile gebaut.

Der Erfindung liegt die Aufgrunde zugrunde, ein für Drossel­ zwecke verwendbares Absperrventil zu entwickeln, bei dem in einfacher Weise auch bei geöffnetem Ventil bei jedem Betriebs­ zustand eine stabile Positionierung des Ventilverschlußstückes erlangt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches. In einer Drosselstellung des Ventilverschlußstückes bewirkt die aus der Druckdifferenz resultierende Kraft und die Exzentrizität zwischen Spindel und Gehäusesitz ein Kippmoment, welches das Ventilverschluß­ stück gegen die Spindel drückt. Ein Schwingen oder Flattern wird damit wirkungsvoll vermieden. Zur Erlangung einer Abdichtung an der Spindel ist das Ventilverschlußstück mindestens um das Maß der Exzentrizität größer als die Sitzfläche auszubilden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Ventilverschlußstück an der Spindel exzentrisch gelagert ist. Bei dieser Lösung kann das Ventilverschlußstück eine Größe aufweisen, die der Größe der Sitzfläche entspricht. Eine beispielsweise Verwendung findende Aufnahmebohrung für das Ende der Spindel ist entsprechend dem Maß der Exzentrizität versetzt angeordnet. Somit besteht eine zentrische Anordnung des Ventilverschlußstückes gegenüber dem Gehäusesitz. Die zentrisch am Ventilverschlußstück - aber exzentrisch zur Spindel - angreifende Druckkraft sorgt für eine eindeutige und stabile Lage sowohl des Ventilverschlußstückes als auch der Spindel.

Zur Erlangung gleichmäßiger Flächenpressungen im Bereich der Dichtfläche sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß zwischen Gehäusesitz und Ventilverschlußstück eine Dichtfläche angeordnet ist, wobei ein zur Spindel näher liegender Dichtflächenteil eine größere Breite aufweist als ein entsprechend diametral gegenüberliegender und von der Spindel weiter entfernt liegender Dichtflächenteil. Dies ist unabhängig von der Form der Verwendung findenden Ventilverschlußstücke.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine Führung das Ventilverschlußstück während der Hubbewegung um die Spindelachse dreht. Damit wird erreicht, daß in der Geschlossenstellung das Ventilverschlußstück dicht am Gehäusesitz anliegt und mit beginnender Öffnung durch die Führung eine Drehbewegung des Ventilverschlußstückes um den Spindelbefestigungspunkt eingeleitet wird. Bei voller Offen­ stellung ist das Ventilverschlußstück aus dem Durchström­ querschnitt herausgeschwenkt und setzt somit der Strömung einen geringeren Widerstand entgegen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein geschlossenes Faltenbalg­ ventil, die

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein geöffnetes Hubventil mit gedrehtem Ventilverschlußstück und die

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine unterschiedlich breite Dichtfläche.

Die Fig. 1 zeigt ein Faltenbalgventil, in dessen Gehäuse (1) ein eine Spindel (2) haltender Gehäusedeckel (3) eingesetzt ist. Zwischen der Mittelachse (4) der Spindel (2) und der Mittelachse (5) des Gehäusesitzes (6) besteht eine Exzentrizität (e). Bei der gezeigten Ausführungsform ist eine Aufnahmebohrung (8) für ein Spindelende (9) um das Maß der Exzentrizität (e) am Ventilverschlußstück (7) exzentrisch versetzt angeordnet. Ein Faltenbalg (10), der am Ventilverschlußstück (7) sowie an einer im Bereich eines Einpasses (11) angeordneten Membran (12) befestigt ist, dichtet das Ventil nach außen ab. Eine Sicherheitsstopfbuchse (13) wirkt direkt auf die Spindel (2) und ist im Gehäuse­ deckel (3) angebracht.

Die Spindel dreht sich um ihre Achse (4) in einem Gewinde (14) und hebt dabei das Ventilverschlußstück (7) von dem Gehäuse­ sitz (6) ab bzw. bringt es dort zur Anlage. Aufgrund der hier bestehenden Exzentrizität (e) wirkt bei einem geöffnetem Ventil eine aus den Druckverhältnissen resultierende Kraft auf das Ventilverschlußstück (7) und kippt dieses gegen die Spindel. Somit bleibt dieses immer in einer definierten belasteten Stellung, wodurch in einfacher Weise ein Schwingen oder Flattern des Ventilverschlußstückes (7) vermieden wird.

Die Fig. 2 zeigt ein Hubventil ohne Faltenbalg. Die Abdichtung erfolgt hier im Bereich des Einpasses (11) sowie mit der Spindelabdichtung (13). Mittels einer in das Gehäuse (1) beispielsweise eingegossenen - hier nicht dargestellten - Führung kann während der Hubbewegung das Ventilverschlußstück (7) gegenüber der Spindelachse (4) um beispielsweise 180° verdreht werden, wodurch bei vollständig geöffnetem Ventil der Durchströmquerschnitt größer und damit der Strömung ein geringerer Widerstand entgegengesetzt wird. Das hier gezeigte Ventilverschlußstück (7) entspricht demjenigen der Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine unterschiedlich breite Dichtfläche. Die Dichtfläche (15) ist umso breiter ausgeführt, je näher sie zur Spindelachse (4) liegt.

Claims (4)

1. Hubventil, dessen Gehäuse mit einer Sitzfläche für ein an einer Spindel gelagertes Ventilverschlußstück versehen ist, wobei die Sitzfläche in einer senkrecht zur Spindel verlaufenden Ebene angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Exzentrizität (e) zwischen Spindel (2) und Gehäusesitz (6) besteht.

2. Hubventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilverschlußstück (7) an der Spindel (2) exzentrisch gelagert ist.

3. Hubventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen Gehäusesitz (6) und Ventilverschluß­ stück (7) eine Dichtfläche (15) angeordnet ist, wobei ein zur Spindel (2) näher liegender Dichtflächenteil eine größere Breite aufweist als ein entsprechend diametral gegenüberliegender und von der Spindel (2) weiter entfernt liegender Dichtflächenteil.

4. Hubventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Führung das Ventilverschlußstück (7) während einer Hubbewegung um die Spindelachse (4) dreht.