DE3738387A1 - Ventil, insbesondere kugelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein Kugel­ ventil mit einem kugeligen Ventilkörper, der um eine Achse schwenkbar ist und an dem wenigstens zwei Dichtringe anlie­ gen.

Derartige Kugelventile sind, insbesondere wegen ihres glat­ ten und die Leitung kaum einengenden Durchflußquerschnittes sehr beliebt. Schwierig ist es jedoch, die beiden Dichtrin­ ge, die an einander gegenüberliegenden Stellen an der Kugel­ oberfläche anliegen, so zu bemessen, daß sie einerseits dicht sind und andererseits mit geringem Verschleiß und Betätigungskraftaufwand arbeiten.

Die Erfindung bezweckt, ein derartiges Ventil in Bezug auf seine Dichtheit bei geringem Dichtungsverschleiß und gerin­ gen Anforderungen an den Betätigungskraftaufwand zu ver­ bessern.

Diese Aufgabe wird durch eine Nachstelleinrichtung für wenigstens einen der Dichtringe gelöst.

Diese Nachstelleinrichtung kann vorzugsweise in axialer Richtung des Ventils wirksam sein und besonders bevorzugt einen Druckkörper, z.B. einen Druckring, aufweisen, der unmittelbar oder vorteilhaft mittelbar über Druckelemente von außen her nachstellbar ist. Dazu kann vorteilhaft ein Fein-Gewindestellring verwendet werden, der um einen der Zu- oder Ableitungsstutzen herum angeordnet ist.

Weiter kann das Ventil im Sinne der Aufgabenstellung weiter verbessert werden, wenn vorteilhaft die Dichtringe über eine zusätzliche Dichtung, beispielsweise einen am Außenumfang vorgesehenen Rundschnurdichtring (O-Ring) gegenüber dem Ventilgehäuse abgedichtet sind. Dadurch können die Dichtrin­ ge in optimaler Weise auf ihre Haupt-Dichtfunktion, nämlich gegenüber der Ventilkugel, ausgelegt werden, ohne daß sie die sekundäre Dichtfunktion an ihrer Außen- oder Stirnfläche mit übernehmen müssen. Auch die Materialwahl der meist aus Teflon bestehenden Dichtringe kann durch diese recht unge­ wöhnliche Anordnung einer Dichtung in einer Dichtung optimal gestaltet werden.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Ventil aus einem mittle­ ren Ventilkörper und in axialer Richtung ansetzenden Stutzenabschnitten besteht, die die Dichtringe festlegen und diese drei Gehäuseteile durch Spannklammern zusammengehalten sind, die konische Flansche des Gehäuses in Umfangsrichtung umgreifen und auch in Umfangsrichtung gespannt werden. Derartige Spannklammern sind in der DE-OS 33 02 159 im Zusammenhang mit einer anderen Ventilbauart beschrieben, hier jedoch besonders vorteilhaft einzusetzen. Sie ermög­ lichen das Herausnehmen des Gehäusemittelteils, ohne die Stutzenteile des Ventils aus der Leitung herausnehmen zu müssen. So kann das Ventil in idealer Weise gereinigt und/ oder die Dichtungen kontrolliert oder ausgewechselt werden. Für die Anwendung in Nahrungsmittelbetrieben ist dies von großer Bedeutung.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen daraus hervorgehen­ den Merkmale sowohl für sich allein als auch in Kombination miteinander als erfindungswesentlich beansprucht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand eines Längsschnittes durch ein Ventil dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Das Ventil 11, das auch als Kugelhahn bezeichnet werden kann, weist ein Gehäuse auf, das aus drei Baugruppen be­ steht: Einem rohrförmigen Gehäusemittelteil 12 mit einem angeschweißten Lagerstutzen 13 für die Stellwelle 14, an der ein Handgriff 15 angebracht ist; einem Stutzenteil 16 und einem dem gegenüber liegenden Stutzenteil 17. Die drei Gehäuseteile 12, 16, 17 haben gegeneinander gerichtete flache Stirnflächen 18 an nach außen ragenden konischen Flanschen 19, die von Spannklammern 20 übergriffen werden, die ringförmig mit einem nicht dargestellten Scharnier und einer Spannschraube ausgebildet sind und an ihrer inneren Ringfläche V-förmige Nuten 21 haben, die mit den konischen Flächen 22 der Flanschen 19 zusammenwirken und dadurch die Gehäuseteile 12, 16 und 17 zusammenspannen. Wegen der De­ tailausbildung dieser Spannklammerverbindung wird auf die DE-OS 33 02 159 ausdrücklich Bezug genommen.

In den Stirnflächen 18 sind Ausnehmungen vorgesehen, in denen O-Ringe zur Abdichtung liegen.

Das mittlere Gehäuseteil 12 ist im übrigen rohrförmig und hat einen größeren Durchmesser als die Leitungsquerschnitte 22 der anschließenden Stutzenabschnitte 16, 17. In dem dadurch gebildeten Raum 23 liegt ein kugeliger Ventilkörper 24, durch den zentrisch die Ventilöffnung 25 hindurchläuft. Diese hat den gleichen Durchmesser wie die Stutzen 22. Die Kugel wird zwischen zwei meist aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Dichtringen 26, 27 geführt und ist von der Ventilwelle 14 über einen Mehrkantzapfen 28, der in eine Vertiefung der Kugel eingreift, schwenkbar, und zwar um eine vertikale Ventilachse 29, die senkrecht zur horizontalen Leitungsachse 30 verläuft.

In dem zylindrischen Raum 23 im Gehäusemittelteil liegen die beiden Dichtringe 26, 27. Der in der Zeichnung linke Dicht­ ring 27 stützt sich an der Stirnfläche 18 des Stutzenteils 17 ab und ist, wie der Dichtring 26, zur zylindrischen Außenseite hin durch einen Rundschnurdichtring 31 abgedich­ tet, der in einer Nut 32 des Dichtringes liegt. Er sorgt dafür, daß auch bei hohen Drücken der Dichtring nicht auch an seiner Stirn- oder Umfangsfläche abdichten muß. Der Rundschnurdichtring 31 könnte auch in axialer Richtung wirkend, d.h. im Bereich der Stirnfläche 18, angeordnet sein.

Der linke Dichtring 26 ist gleich ausgebildet wie sein Gegenüber und ebenso an der zylindrischen Wandung 35 des Raumes 23 geführt. Er ist jedoch in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Leitungsachse 30, beweglich geführt, und zwar kann er durch einen Druckkörper 36 in Form eines Ringes gebildet sein, der fast die gesamte äußere Stirnfläche des Dichtringes 26 überdeckt und in einer Ausnehmung 37 des Stutzenabschnittes 16 liegt, die an dessen Stirnfläche 18 angrenzt und zum Stutzeninneren 22 durch einen dünnen Ring­ steg 38 abgetrennt ist.

In einer ebenfalls ringförmigen Vertiefung 37 des Stutzen­ teils 16, die von der Ventilmitte weg weist, ist ein Fein- Innengewinde 39 vorgesehen, in das ein Gewindestellring 40 eingeschraubt werden kann. Er ist mit Bohrungen 41 zum Eingriff eines Stellschlüssels versehen. Die den Gewindering 40 aufnehmende Ringvertiefung 42 und die innere Ringvertie­ fung 37 sind durch einen Steg 43 voneinander getrennt, der den inneren und äußeren Stutzenbereich miteinander verbindet und von einigen, beispielsweise drei Löchern 44 durchragt wird, in die Druckelemente 45 in Form von Zylinderstiften eingesetzt sind. Sie übertragen die Stellkraft des Gewinde­ stellringes auf den Druckkörper 36. Der Druckkörper 36 hat an seiner inneren und äußeren Ringfläche je eine Ringnut, in die Rundschnurdichtringe 47 zur Abdichtung eingelegt sind.

Die beiden Dichtringe 26, 27 liegen mit entsprechend schräg kugelkalottenförmigen Dichtflächen 48 an der Außenfläche 49 des kugeligen Ventilkörpers 24 an und dichten diesen ab. Durch den Gewindestellring kann der Anpreßdruck der Dicht­ ringe an der Kugel genauestens eingestellt werden, und zwar ohne Zerlegung des Ventils und ggf. auch im Betrieb und unter Druck. Die Dichtringe haben also lediglich die Dicht­ funktion zu übernehmen und müssen nicht gleichzeitig noch eine größere Elastizitätsreserve haben. Die Dichtringe brauchen auch in ihren axialen Abmessungen nicht mehr so genau gearbeitet zu sein.

In diesem Zusammenhang ist auch die gesonderte Abdichtung der Dichtringe gegenüber dem Gehäuse durch eine Zweitdich­ tung wichtig. Dieses Merkmal ermöglicht auch Toleranzab­ weichungen im Durchmesserbereich, ohne daß deswegen die Dichtigkeit beeinträchtigt wird. In diesem Zusammenhang ist auch die leichte Zerlegbarkeit mittels der Spannklammern 20 von Bedeutung, weil nach einer solchen Zerlegung das Ventil leicht wieder auf optimale Dichtigkeit im Vergleich zu den Bedienungs- und Verschleißwerten eingestellt werden kann.

Die beschriebene Ausführung mit dem ringförmigen Druckkör­ per, dem Gewindestellring und den zwischengeschalteten Druckelementen ist besonders vorteilhaft, weil hier mit einer Einstellung eine gleichmäßige Einstellung des Dicht­ ringes möglich ist. Es könnte auch eine Verstellung mit einzelnen Schrauben oder anderen Stellmitteln vorgesehen werden, die dann jedoch nicht den Vorteil der automatisch gleichmäßigen Einstellung hätten. Bei der bevorzugten Aus­ führungsform wird nur einer der Dichtringe in axialer Rich­ tung verstellt. Dies ist normalerweise ausreichend, da der Ventilkörper ohnehin hauptsächlich zwischen den Dichtringen geführt ist und in axialer Richtung in gewissen Grenzen verschiebbar sein kann. An der Ventilwelle 14 ist er in axialer Richtung nicht fest geführt, sondern wird nur von dieser gedreht. Es wäre jedoch auch möglich, auf beiden Seiten eine Einstellung vorzunehmen, wenn dies aus anderen Gründen erwünscht ist. Auch bei dem einstellbaren Dichtring könnte statt einer Zusatzdichtung 31 am Außenumfang eine gegen den Druckring wirkende Dichtung vorgesehen sein, wobei dann ggf. die äußere Dichtung 47 entfallen könnte.

Claims (10)

1. Ventil, insbesondere Kugelventil oder -hahn mit einem Ventilkörper (24), an den wenigstens zwei Dichtringe angedrückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens einer der Dichtringe (26) in seiner Anpreßkraft und/oder seiner Position gegenüber der Außenfläche (49) des vorzugsweise kugelförmigen Ventilkörpers (24) einstellbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung mittels eines vorzugsweise ringförmi­ gen Druckkörpers (36) erfolgt, der mittels eines Gewindestellringes (40) betätigbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gewindestellring (40) und dem Druckkörper (36) vorzugsweise stiftförmige Druckelemente (45) vorgesehen sind, die durch Öffnungen (44) in einer Gehäusewand hindurchgreifen und die Axialkraft auf den Druckkörper (36) übertragen.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (26, 27), insbesondere aber der einstellbare Dichtring (26), in einer im wesentlichen zylindrischen Gehäuseöffnung (35) eines Gehäusemittelteils (12) axial geführt und ggf. verschiebbar gelagert sind.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ventil (11) ein Gehäuse aufweist, das aus einem Gehäusemittelteil (12) und zwei daran anschließenden Stutzenabschnitten (17) besteht, die über Flanschen (19) zusammenwirken, deren zusammenarbeitende Stirnflächen (18) in zueinander parallelen Ebenen liegen und mittels Schnellspannver­ schlüssen (20), vorzugsweise Spannbügelverschlüssen, zusammengesetzt sind.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (26, 27) angrenzend an die Flansch- Stirnflächen (18) und teilweise an diesen abgestützt angeordnet sind.

7. Ventil, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (26, 27) mittels einer gesonderten Dichtung (31) gegenüber zum Gehäuse gehörenden Teilen (12) abgedich­ tet sind.

8. Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesonderte Dichtung (31) aus einem Rundschnur­ dichtring besteht, der in einer in dem Dichtring (26, 27) ausgebildeten Nut (32) angeordnet ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper (36) durch wenig­ stens einen Rundschnurdichtring (47) gegenüber Ge­ häuseteilen (16) abgedichtet ist.

10. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus (36, 40, 45) in axialer Richtung auf einen Dichtring (26) einwirkt und vorzugsweise in einem Stutzenabschnitt (16) angeordnet ist.