DE573834C

DE573834C - Inclined seat valve

Info

Publication number: DE573834C
Application number: DEP63546D
Authority: DE
Original assignee: HANS MARTIN PAPE
Current assignee: HANS MARTIN PAPE
Priority date: 1931-07-24
Filing date: 1931-07-24
Publication date: 1933-04-21

Description

SchrägsitzventilAngle seat valve

Die Erfindung betrifft ein Schrägsitzventil mit vorzugsweise kreisförmigem Durchgangsquerschnitt und bezweckt eine derartige Ausbildung dieser Ventilgattung, daß bei mögliehst günstigem Strömungsverlauf die Durchflußöffnung an der Ventilsitzstelle vor deren Bearbeitung nahezu kreisförmig wird und möglichst klein, gehalten werden kann.
Bei Schrägsitzventilen, bei denen der Strömungsweg von Flansch zu Flansch geradlinig verläuft, liegt der Ventilsitz zur Hauptventilachse geneigt und hat, wenn der Durchströmkanal kreisförmigen Querschnitt aufweist, ₍ elliptischen Querschnitt. Da jedoch der Ventilsitz kreisförmig gearbeitet werden muß, hängt sein Durchmesser von der großen oder kleinen Achse der Ellipse ab. Wurde der Ventilsitzdurchmesser der großen Achse der Ellipse angepaßt, so wurde die Ventilbauart groß und schwer und daher unwirtschaftlich, so daß hiervon wenig Gebrauch gemacht wurde. Entspricht dagegen der Ventilsitz der kleinen Ellipsenachse, so wird die Durchflußgeschwindigkeit im Sitz bedeutend größer als im Rohr selbst. Bei derartigen Ventilen mit geradlinigem Durchfluß ist ferner ver* sucht worden, den elliptischen Durchgangsquerschnitt, der durch die Durchdringung des zylindrischen Durchflußkanals mit der Sitzebene entsteht, möglichst klein zu halten, und zwar dadurch, daß dem geradlinigen Durchströmkanal in Richtung auf den Ventilsitz eine Verengung gegeben wurde, z. B. in der Weise, daß die zwischen dem einen Flansch und dem Ventilsitz liegende Bohrung konisch ausgebildet wurde. Der geradlinige Durchfluß des Mediums von Flansch zu Flansch bleibt bei dieser Maßnahme unverändert, jedoch tritt durch die Verengung des Durchströmkanals auf der einen Seite des Ventilsitzes eine Erhöhung der Durchströmgeschwindigkeit als notwendige Folge ein, die an sich ganz allgemein beim Ventilbau stets zu vermeiden gesucht wird. Die Verengung des Durchströmquerschnittes, insbesondere in der Nähe des Ventilsitzes, hat nämlich den Nachteil, daß bei Durchflußmedien, deren Temperatur in der Nähe des Verdampfungspunktes liegt, infolge der Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit als Folge der durch die Geschwindigkeitserhöhung bedingten Druckminderung eine Verdampfung eintritt. Diese Verdampfung ist am stärksten an der Stelle der größten Querschnittverminderung, d. h. also gerade bei dem Fall der konischen Bohrung an der Stelle des Ventilsitzes, so daß durch die Verdampfung an dieser Stelle gerade die Teile des Ventils einer stärkeren Beanspruchung und einem stärkeren Verschleiß unterliegen, die für die Wirkung des Ventils am wesentlichsten sind. Außerfiem werden die entstehenden Dampfblasen nicht wieder kondensiert und geben z. B. im Falle von Warmwasserheizungen zu unerwünschten Störungen in der Leitung Anlaß. Eine weitere Folge der Verminderung des Durchflußquerschnittes, insbesondere gerade an der Stelle des Ventilsitzes, an dem der höchste Widerstand auftritt, besteht darin, daß der Gesamtdruckabfall des Ventils einen höheren Wert annimmt, als es bei gleichbleibendem Querschnitt der Fall ist, was sich wertmäßig ganzThe invention relates to an angle seat valve with a preferably circular passage cross-section and aims at such a design of this type of valve that with the most favorable flow path possible, the flow opening at the valve seat is almost circular and can be kept as small as possible before processing.
In the case of angle seat valves, in which the flow path runs in a straight line from flange to flange, the valve seat is inclined to the main valve axis and, if the flow channel has a circular cross-section, ₍ elliptical cross-section. However, since the valve seat must be made circular, its diameter depends on the large or If the valve seat diameter was adapted to the major axis of the ellipse, the valve construction became large and heavy and therefore uneconomical, so that little use was made of it larger than in the pipe itself. In valves of this type with straight throughflow, attempts have also been made to keep the elliptical passage cross-section, which is created by the penetration of the cylindrical flow channel with the seat plane, as small as possible, namely by the fact that the straight throughflow channel in Direction of the valve seat was given a constriction, e.g. B. in such a way that the bore lying between the one flange and the valve seat has a conical shape. The straight flow of the medium from flange to flange remains unchanged with this measure, but the narrowing of the flow channel on one side of the valve seat results in an increase in the flow velocity, which is generally always sought to be avoided in valve construction. The narrowing of the flow cross-section, in particular in the vicinity of the valve seat, has the disadvantage that, with flow media whose temperature is close to the evaporation point, evaporation occurs as a result of the increase in the flow rate as a result of the pressure reduction caused by the increase in speed. This evaporation is strongest at the point of greatest reduction in cross-section, ie precisely in the case of the conical bore at the point of the valve seat, so that due to the evaporation at this point, the parts of the valve that are subject to greater stress and greater wear are most essential for the valve to work. Besides, the resulting vapor bubbles are not condensed again and give z. B. in the case of hot water heating to cause undesirable disturbances in the line. Another consequence of the reduction in the flow cross-section, especially at the point of the valve seat where the highest resistance occurs, is that the total pressure drop of the valve assumes a higher value than is the case with the same cross-section, which is completely different in terms of value

besonders stark insofern auswirkt, als der Widerstand mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst.especially strong insofar as the resistance is the square of the speed grows.

Für gegossene Ventile treten diese Schwierigkeiten nicht auf, da es möglich ist, den Ventilsitz von "vornherein dadurch kreisförmig auszubilden, daß man z. B. die Durchflußstrecke unterhalb des Sitzes als Krümmer ausbildet, wodurch der Sitz in einem senkrecht zur Zylinderachse liegenden Schnitt liegt und einen Kreis bildet. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß. trotz der Führung der Flüssigkeit in Krümmungen eine häufige Richtungsänderung notwendig ist und daher die Durchfluß widerstände im Gehäuse nahezu die gleichen sind wie diejenigen eines normalen Ventils.These difficulties do not arise for cast valves since it is possible to use the To design the valve seat to be circular from the outset by, for example, the flow path forms below the seat as a bend, making the seat in a vertical position the section lying to the cylinder axis and forms a circle. This execution however, has the disadvantage that. despite the fact that the liquid is guided in curvatures frequent change of direction is necessary and therefore the flow resistances in the housing are almost the same as those of a normal valve.

Bei geschmiedeten Ventilen, die besonders in neuerer Zeit für höhere Drucke in steigendem Maße Verwendung finden, können die Durchflußwege überhaupt nur durch Bohren oder Drehen, also mit Kreisquerschnitt, ausgeführt werden, und es treten daher die obenerwähnten Schwierigkeiten für die Ausbildung des Ventilsitzes in besonders starkem Maße auf.With forged valves, especially in recent times for higher pressures in increasing Dimensions are used, the flow paths can only be implemented by drilling or turning, i.e. with a circular cross-section and therefore the above-mentioned difficulties for training arise the valve seat to a particularly large extent.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile der bisher bekannten Ventilbauarten dadurch beseitigt, daß die Achsen der beiderseits vom Ventilsitz ausgehenden geradlinigen Durchströmkanäle einen stumpfen" Winkel bilden, dessen Scheitelpunkt in der Nähe des Ventilsitzes liegt, und die Achse der Ventilspindel die Achse des unter dem Ventilsitz liegenden Durchströmkanals unter einem möglichst spitzen Winkel schneidet.According to the invention, these disadvantages of the previously known valve types are thereby eliminated eliminates the fact that the axes of the straight lines proceeding on both sides of the valve seat Flow channels form an obtuse "angle, the apex of which is near the Valve seat lies, and the axis of the valve spindle is the axis of the under the valve seat lying through-flow channel cuts at as acute an angle as possible.

Bei der Bauart des Ventils gemäß der Erfindung wird bewußt von der Innehaltung eines geradlinigen Durchflußweges zwischen den beiden Ventilflanschen abgewichen und die zu dem Ventilsitz führenden Kanalabschnitte unter einem stumpfen. Winkel zueinander geführt. Eine Verringerung des Durchflußquerschnittes findet hierbei nicht statt, da die Bauart gemäß der Erfindung den Erfolg hat, daß der an sich immer noch elliptische Ventilsitz sich nahezu der Kreisform annähert und infolgedessen ohne Verengung des Durchflußquerschnittes, insbesondere in der näheren Umgebung des Ventilsitzes und in ihm selbst, dieser eine für die technischen Bedingungen des Ventilabschlusses geeignete Form erhält. Der Strömungsweg ist bei dem Ventil gemäß der Erfindung nur einmal, und zwar schwach, abgelenkt, jedoch hat diese Ablenkung keine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit zur Folge, wie das bei einer Verengung des Strömungsweges der Fall ist.In the construction of the valve according to the invention is conscious of the pause deviated from a straight flow path between the two valve flanges and the duct sections leading to the valve seat under a blunt. Angle led to each other. A reduction in the flow area does not take place here, since the design according to the invention the success has that the valve seat, which is still elliptical, is almost circular approximates and consequently without narrowing the flow cross-section, especially in the immediate vicinity of the valve seat and in itself, this one for the technical Conditions of the valve closure is given a suitable shape. The flow path is at that Valve according to the invention only deflected once, and indeed weakly, but this deflection does not result in an increase in the flow velocity, as is the case with a narrowing of the flow path.

Eine Aus'führungsform des Ventils gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the valve according to the invention is shown in the drawing.

Das Ventil besteht aus dem Gehäuse α mit dem Sitz 6, von dem beiderseits die geradlinigen Durchströmkanäle c und / zu den Anschlußflanschen^ bzw. g ausgehen. Für die Ventilspindel k ist der schräge Ansatz h mit dem Aufsatz ί vorgesehen. In dem Ansatz h bewegt sich der Ventilkegel I zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils durch die Spindel k. Die Kanäle c und / haben kreisförmigen Querschnitt und sind geradlinig, ihre Achsen m und η bilden einen stumpfen Winkel, dessen Scheitelpunkt in oder in der Nähe des Ventilsitzes b liegt. Der Neigungswinkel zwischen den Achsen m und n wird möglichst stumpf gewählt, um eine möglichst geringe Ablenkung der Strömungsrichtung im Ventilsitz zu erreichen. Die Achse ο der Ventilspindel k schneidet die Achse m des unter dem Ventilsitz liegenden Durchströmkanals c unter einem möglichst spitzen Winkel, so daß die durch die Durchdringung des zylindrischen Kanals c mit der zylindrischen Bohrung des Ansatzes h gebildete Ellipse nur eine geringe Größendifferenz zwischen der kleinen und großen Ellipsenachse aufweist und die -Ellipse also nahezu kreisförmig ist, so daß -nach Ausdrehen des Ventilsitzes b auf Kreisquerschnitt dieser nur wenig größer ist als der Kreisdurchmesser der Durchströmkanälec und f. The valve consists of the housing α with the seat 6, from which the straight through-flow channels c and / to the connecting flanges ^ and g proceed on both sides. The inclined shoulder h with the attachment ί is provided for the valve spindle k. In approach h , valve cone I moves through spindle k to open or close the valve. The channels c and / have a circular cross-section and are straight, their axes m and η form an obtuse angle, the apex of which is in or near the valve seat b . The angle of inclination between the axes m and n is chosen to be as obtuse as possible in order to achieve the least possible deflection of the direction of flow in the valve seat. The axis ο of the valve spindle k intersects the axis m of the flow-through channel below the valve seat c at an acute angle as possible, so that the c by the intersection of the cylindrical channel with the cylindrical bore of the boss h ellipse formed only a slight size difference between the small and has a large axis of the ellipse and the ellipse is almost circular, so that after turning the valve seat b to a circular cross-section, it is only slightly larger than the circular diameter of the flow channels c and f.

Da. die Durchströmkanälec und / sowie die Bohrung für den Ventilkegel I sämtlich kreisförmigen Querschnitt haben, können für den Ventilkörper besondere vorteilhaft geschmiedeteoder schmiedeeiserne gepreßte Ventilgehäuse Verwendung finden und diese -für hohe Drucke besonders gebräuchlichen Ventile als Schrägsitzventile ausgebildet werden. Naturgemäß kann das Gehäuse α des Ventils ebensogut gegossen werden, wobei die Gußfoim außerordentlich einfach und daher wirtschaftlich ist.There. the throughflow channels c and / as well as the bore for the valve cone I all have a circular cross-section, for the valve body particularly advantageous forged or wrought-iron pressed valve housings can be used and these valves, which are particularly common for high pressures, can be designed as angle seat valves. Naturally, the housing α of the valve can just as easily be cast, the cast form being extremely simple and therefore economical.

Claims

Claim:

Angle seat valve with a preferably circular passage cross-section, characterized in that the axes (m, ti) of the valve seat (δ) on both sides; straight throughflow channels (c, f) form an obtuse angle, the apex of which is near the valve seat and the axis (o) of the valve spindle (k) the axis (m) of the throughflow channel (c) lying under the valve seat cuts as acute an angle as possible.

1 sheet of drawings