DE3834380A1

DE3834380A1 - Kunststoffventil

Info

Publication number: DE3834380A1
Application number: DE19883834380
Authority: DE
Inventors: Ralph E Henry
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1989-05-03
Also published as: NL8802479A; US4744390A; GB2210954A; GB2210954B; GB8820214D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Serviceventil und insbesondere einen aus Kunststoff geformten Drehschieber.

Gegossene oder gespritzte Kunststoffventile sind an sich bekannt. Die zunehmende Verwendung von Kunststoffrohren und Schläuchen für Gas hat es erforderlich gemacht, bessere Ventile für diese Kunststoffe zu entwickeln.

Drehschieber sind seit langem bekannt, beispielsweise aus der US-PS 45 11 120. Serviceventile in Form eines Kugelhahns oder eines Kegelventils aus gepreßtem Polyethylen haben im allgemeinen einen einteiligen Körper mit einem Ventilsitz, an den ein erster und zweiter Einlaß anschließt. Ein Hahn ist an dem Ventilsitz angeordnet und weist einen Durchlaß auf, so daß der Drehschieber zwischen einer geschlossenen Stellung, bei der die Strömung durch die beiden Einlässe unterbrochen ist, und einer geöffneten Stellung bewegt werden kann, in der eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Einlässen besteht. Der Drehschieber ist mit Dichtungen versehen, welche ihn gegenüber der Gehäusewand abdichten, damit in der Absperrstellung keine Strömung um den Schieber erfolgt.

Um Leckagen um den Drehschieber zu verhindern, werden O-Ringe verwendet. Diese sollten auch in der Lage sein, Druckbelastungen standzuhalten. Es sind bereits Ventile bekannt, bei denen eine Spindel an den Ventilkegel angeformt ist und sich von diesem nach oben erstreckt. Am Ende ist ein Adapter oder eine Mutter zum Drehen der Spindel angeordnet. Bei diesen bekannten Ventilen bildet die Mutter Teil der Ventildichtung und muß daher vor dem Prüfen des Ventils auf Absperrdichtheit montiert sein. Zweckmäßiger wäre es jedoch, ein Kunststoff-Serviceventil auf Leckagen am Ventilkörper und am Drehschieber unabhängig von zusätzlichen Bauteilen zu prüfen, um den Ort von Leckagen besser ermitteln zu können. Dabei soll der Drehschieber zweckmäßigerweise sowohl in der Öffnungsstellung als auch in der Schließstellung des Ventils geprüft werden können.

Die üblicherweise verwendete Adapterkonstruktion zur Betäti gung des Ventils unterliegt aufgrund ihres Vorstehens vom Ventilkörper der Gefahr von äußeren Stößen und Drehkräften. Der Adapter kann eine Arbeitsmutter aufweisen, die zur richtigen Einstellung des Drehschiebers verstellbar sein kann. Um zu wissen, wie groß das auf die Mutter angewendete Drehmoment ist, hat man bekannte Kunststoffventile mit abscherbaren Vorsprüngen versehen. Sind diese jedoch einmal abgeschert, so weiß der Benutzer nicht mehr, ob bei einem Nachstellen der Adaptermutter ein zu großes oder zu kleines Drehmoment aufgewendet wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Kunststoffventil der bekannten Art dahingehend weiterzubilden, daß dem Benutzer angezeigt wird, ob ein übermäßiges Drehmoment während des Ventilbetriebs auf die Adaptermutter wirkt.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Patent anspruchs 1.

Das erfindungsgemäße Serviceventil ist also aus Kunststoff hergestellt und besitzt eine obere Kammer sowie eine untere Kammer. Die untere Kammer besitzt eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung. Die obere Kammer weist einen Drucksitz für die Aufnahme des Ventilelements auf. Das Ventilelement ist derart in den Ventilkörper eingesetzt, daß es mit einer Schulter an dem Drucksitz anliegt. Ein Haltering ist in das Ventilelement eingesetzt, um dieses gegen den Drucksitz zu halten.

Das Ventilelement besitzt einen Schieberteil, einen Randteil und einen Betätigerteil. Der Schieberteil weist eine Durch gangsbohrung auf, die in der unteren Kammer in Flucht stellung mit der Einlaß- und Auslaßöffnung bringbar ist. Er ist an dem Ventilsitz zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung drehbar. Der Randteil ist am Boden des Schieberteils angeordnet und so bemessen, daß ein Festsitz im Ventilkörper erreicht ist, um eine externe Dichtung zu schaffen und den Drehwiderstand des Ventils zu erhöhen.

Der Betätigungsteil erstreckt sich vom Schieber durch die obere Kammer nach oben. Er weist Haltefinger auf, die von einer Arbeitsmutter erfaßbar sind. Die Arbeitsmutter sitzt über dem Betätigerteil und bildet eine Kappe mit einem Durchgangsanzeiger für die Öffnungs- und Schließstellung.

Die Mutter ist mit zwei Fortsätzen versehen, die in eine Nut der oberen Kammer des Ventilkörpers greifen. Wenn die Mutter in Öffnungsstellung gedreht ist, dann berühren die Zapfen einen Anschlag, sofern der Schieber weit genug gedreht wurde. Wird die Mutter in entgegengesetzter Richtung gedreht, um den Schieber zu schließen, dann trifft ein zweites Paar von Zapfen gegen einen Anschlag in der Nut, wodurch die Schließstellung definiert ist. Die Doppelzapfen anordnung zeigt dem Benutzer an, ob eine übermäßige Dreh kraft auf dem Schieber aufgewendet wird, denn nachdem ein Zapfen gebrochen ist, steht der zweite immer noch als Endanschlag zur Verfügung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1; und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Line 4-4 von Fig. 3.

In den Fig. 1 bis 4 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ein Serviceventil 10 weist einen Ventilkörper 12, einen Schieber 14 und eine Betätigungs mutter 16 auf, die alle aus Kunststoff bestehen.

Der Ventilkörper 12 besitzt eine obere Kammer 18 und eine untere Kammer 20. Er hat ein offenes oberes Ende 22 und einen offenen Boden 24, wobei der Durchmesser am Boden 24 größer als der Innendurchmesser am oberen Ende 22 ist.

Die untere Kammer 20 besitzt eine Einlaßöffnung 26 und eine Auslaßöffnung 28. Die obere Kammer 18 besitzt einen Drucksitz 30 in Form eines Umfangsvorsprungs, der zwischen dem offenen oberen Ende 22 und der Einlaßöffnung 26 und der Auslaßöffnung 28 in der unteren Kammer 20 liegt.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist ein Ventilschieber 14 in den Ventilkörper 12 durch das offene untere Ende 24 eingesetzt und gegen den Drucksitz 30 geschoben. Der Ventilschieber 14 besteht aus gepreßtem Kunststoff, ist einteilig und besitzt einen Betätigerteil 34 und einen Schieberteil 36. Der Schieberteil 36 besitzt einen Durchlaß 38. Der Schieberteil 36 ist am Drucksitz 30 zwischen einer Öffnungsstellung verdrehbar, bei der der Durchlaß 38 mit der Einlaßöffnung 26 und der Auslaßöffnung 28 fluchtet, und einer geschlossenen Stellung gemäß Fig. 3, bei der die Einlaßöffnung 26 gegenüber der Auslaßöffnung 28 abgesperrt ist.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform besitzt der Schieber teil 36 Sacklöcher 40, die einander gegenüberliegen und in bezug auf den Durchlaß 38 um 90° versetzt sind. Ein Paar nicht dargestellter Dichtungseinsätze ist in die Sacklöcher 40 eingesetzt, so daß sie an der unteren Kammer 20 um die Einlaßbohrung 26 und die Auslaßbohrung 28 anliegen und eine Leckage verhindern, wenn das Ventil 10 gemäß Fig. 3 geschlossen ist. Der Schieberteil 36 ist zweckmäßigerweise kegelförmig entsprechend der Kegelform des Ventilkörpers 12, wobei zwischen beiden ein Festsitz besteht.

In der dargestellten Ausführungsform hat der Schieberteil 36 eine Schulter 42, die an dem Drucksitz 30 anliegt. Eine Nut 44 ist am Schieberteil 36 zwischen der Schulter 42 und dem Durchlaß 38 angeordnet. Eine Nut 46 des Schieberteils 36 liegt zwischen dem Durchlaß 38 und dem Schieberrand 48 des Schiebers 14. Dichtungen 50 und 51 sind in die Nuten 44 bzw. 46 eingesetzt und verhindern den Austritt von Flüssigkeit. Ein in Fig. 2 erkennbarer Ringschlitz 52, der am Schieber teil 36 vorgesehen ist, dient zum Einsetzen eines Halte ringes 54. Der Haltering 54 befestigt den Ventilschieber 14 am Ventilkörper 12, in dem der Drucksitz 30 zwischen dem Haltering 54 und der Schulter 42 positioniert wird.

Der Betätigerteil 34 erstreckt sich vom Schieberteil 36 durch die obere Kammer 18 nach oben. In einer zweckmäßigen Ausführungsform hat der Betätigerteil 34 ein Paar nach oben vorstehender Verriegelungsfinger 56, die sich über das offene obere Ende 22 der oberen Kammer 18 hinaus erstrecken. Die Verriegelungsfinger 56 weisen Fortsätze 58 auf, die in Verbindung mit der weiter unten beschriebenen Betätigungs mutter 16 verwendet werden. Die Verriegelungsfinger 56 liegen einander gegenüber und sind durch einen Ring 60 miteinander verbunden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Verriegelungsfinger 56 sind in das Betätigungsteil 34 eingeschnitten und bilden Schlitze 62 an beiden Seiten der Verriegelungsfinger 56. Die Schlitze 62 versehen die Ver ringelungsfinger 56 mit größerer Flexibilität.

Die Betätigungsmutter 16 paßt über das Betätigungsteil 34. Sie ist so gestaltet, daß sie den Ventilschieber 14 drehen kann. Die Betätigungsmutter 16 besitzt einen Außenflansch 64, der über die obere Kammer 18 des Ventilkörpers 12 paßt und diese abdeckt. Sie weist zwei Schlitze 56 zum verrie gelnden Eingriff mit den Verriegelungsfingern 56 des Betäti gerteils 34 auf.

Nach den Fig. 3 und 4 besitzt die Betätigungsmutter 16 in einer zweckmäßigen Ausführung zwei Paare von entgegengesetzt gerichteten Vorsprüngen 66. Die obere Kammer 18 des Ventil körpers 12 ist mit Ausnehmungen 68 für die Vorsprünge 66 versehen, wobei Anschläge 70 dazu dienen, die Betätigungs mutter 16 nur so weit in einer Richtung zu drehen, bis ein Paar der Vorsprünge 66 am Anschlag 70 anliegt. Bei einer Drehung in entgegengesetzter Richtung liegt ein anderes Paar von Vorsprüngen 66 am Anschlag 70 an. Die Vorsprünge 66 können bei übermäßiger Kraftanwendung auf die Betätigungs mutter 16 abgeschert werden. Eine luftdichte Dichtung 72 ist nach Fig. 3 zwischen dem Außenflansch 64 und den Vorsprüngen 66 einbringbar. Die Betätigungsmutter 16 weist außerdem einen Strömungsrichtungsanzeiger 74 auf.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht in der Verriegelungskonstruktion von Ventilschieber 14 und Ventil körper 12, die durch den Drucksitz 30, die Schulter 42 des Ventilschiebers 14 und den Haltering 54 realisiert ist. Diese Konstruktion gestattet es dem Ventilschieber 14 und dem Ventilkörper 12 ohne die Verwendung der Betätigungs mutter 16 zusammenzuhalten, so daß das Ventil 10 auf Lecks zwischen Ventilschieber 14 und Ventilkörper 12 sowohl bei geschlossenem, als auch bei geöffnetem Schieber geprüft werden kann. Erst wenn diese Prüfung erfolgreich verlaufen ist, braucht die Betätigungsmutter 16 montiert zu werden. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in dem Preßsitz zwischen Schieberrand 48 und Ventilkörper 12, wodurch diese Bauteile als Bodendichtung für das Ventil 10 wirken und den Eintritt von Schmutz und Wasser daher verhindern. Außerdem wird dadurch ein gewisser Widerstand erzeugt, der auf die Funktionsfähigkeit des Ventils hinweist. Ein Preßsitz liegt auch zwischen dem Schieber 14 und der Betätigungsmutter 16 an der Stelle des Betätigerteils 34 vor, wodurch Spiel ausgeschaltet wird, damit eine hochgenaue Positionierung möglich ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, einen redundanten Vorsprung 66 vorzusehen, der abgeschert wird, wenn man ein zu hohes Drehmoment zum Drehen des Schiebers auf die Betätigungsmutter 16 ausübt. Selbst wenn einer der Vorsprünge 66 des Paares abbricht, dann ist immer noch ein Vorsprung vorhanden, der in einer Endstellung gegen den Anschlag 70 stößt und damit einen Hinweis dafür liefert, ob das Ventil offen oder geschlossen ist. Aber selbst wenn beide Vorsprünge 66 des Paares abbrechen, bleibt das Ventil 10 funktionsfähig. Allerdings begrenzt der Anschlag 70 dann nicht länger die Drehbewegung der Betätigungsmutter 16, sondern diese kann sich frei drehen. Man erkennt also, daß das erfindungsgemäße Ventil sowohl im Betrieb als auch beim Prüfen zahlreiche Vorteile gegenüber bekannten Ventilen hat.

Claims

1. Serviceventil aus Kunststoff mit:

- einem Ventilkörper (12) aus gepreßtem Kunststoff und mit einer oberen Kammer (18) sowie einer unteren Kammer (20), mit einem offenen oberen Ende (22) und einem offenen unteren Ende (24);
- einer Einlaßöffnung (26) und einer Auslaßöffnung (28) für die untere Kammer (20);
- einem Drucksitz (30), der in der oberen Kammer (18) zwischen dem offenen oberen Ende (22) und der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung (26; 28) für die untere Kammer (20) gebildet ist;
- einem Ventilelement (14), das in den Ventilkörper (12) eingesetzt und gegen den Drucksitz (30) positioniert ist;
- auf dem Ventilelement (14) vorgesehenen Mitteln in der Nähe des Drucksitzes (30) zum Verriegeln des Ventilelements (14) gegenüber dem Ventilkörper (12);
- wobei das Ventilelement (14) aus Kunststoff einstückig geformt ist und einen Schieberteil (36) und einen Betätigerteil (34) aufweist;
- einem Durchlaß (38) im Schieberteil (36);
- einer drehbaren Halterung des Schieberteils (36) in der Weise, daß der Durchlaß (38) in der Öffnungsstellung mit der Einlaßöffnung (26) und der Auslaßöffnung (28) fluchtet, während in geschlossener Stellung keine derartige Strömungsverbindung besteht; und
- wobei der Betätigerteil (34) von dem Schieberteil (36) nach oben durch die obere Kammer (18) ragt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigermutter (16) mit dem Betätigerteil (34) verbunden ist und zur Übertragung eines Drehmoments auf das Betätigerteil (34) dient.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigermutter (16) eine Markierung zur Anzeige der Schieberstellung aufweist.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Sacklöcher (40), die im Ventilschieber (14) einander gegenüberliegen und in bezug auf den Durchlaß (38) um 90° versetzt sind; und durch zwei federbelastete Dichtungseinsätze, die in die Sacklöcher (40) eingesetzt sind und die das Ventil in geschlossener Stellung abdichten.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Schulter (42) zum Anliegen an dem Drucksitz (30);

- durch erste und zweite Ringnuten (44, 46); wobei die erste Ringnut (44) zwischen der Schulter (42) und dem Durchlaß (38) und die zweite Ringnut (46) zwischen dem Durchlaß (38) und dem unteren Ende (20) des Schieberteils (36) liegt;
- durch Dichtungen (50, 51), die in den ersten und zweiten Nuten (44, 46) liegen; und
- durch einen ringförmigen Schlitz (52) zur Aufnahme eines Verriegelungselementes (54).

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zwei Paare von entgegengesetzt gerichteten Vorsprüngen (66) an der Betätigungsmutter (16); und durch Ausnehmungen (68) in der oberen Kammer (18) des Ventilkörpers (12) mit Anschlägen (70) für die Begrenzung der Drehbewegung der Vorsprünge (66).

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (66) abscherbar sind.