-
Ventil, insbesondere Hochdruckventil Es sind Hochdruckventile bekannt,
bei denen die Ventilspindel unter Verzicht auf eine Stopfbüchse durch ein ringförmiges
Gummistück abgedichtet ist, welches zwischen einem dicht schließend in das Gehäuse
eingesetzten Ring und dem Ventilkörper mit Vorspannung eingesetzt ist. Wird der
Ventilkörper beim Öffnen des Ventils angehoben, so wird das ringförmige Gummistück
gestaucht, wobei es sich nach außen entgegen dem Druck im Ventilgehäuse aufwölbt.
-
Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil, bei welchem ebenfalls eine
Stopfbüchse fehlt. Das Neue besteht dabei darin, daß der Dichtring an schrägen oder
dem Ringmantel angepaßten Stützflächen des Gehäuserings und Ventilkörpers als Widerlager
mit einer sowohl radial zur Ventilspindel als auch senkrecht zu den Widerlagern
wirkenden Vorspannung abgestützt ist. Bei dieser Anordnung wird der Dichtring bei
gegenseitiger Annäherung der beiden Widerlager beim Heben des Ventilkörpers sowohl
in radialer Richtung gespreizt als auch in axialer Richtung gepreßt. Der Dichtring
kann dabei als zylindrischer Ring ausgebildet sein. Er kann aber auch einen ovalen,
mehreckigen, rechteckigen, keil- oder trapezförmigen Querschnitt besitzen. Um bei
geöffnetem Ventil eine zusätzliche Abdichtung zu erzielen, kann der Querschnitt
des Rings einen zur Ringmitte gekehrten leistenförmigen Fortsatz tragen, der als
Quetschdichtung zwischen den senkrecht zur Ventilspindel abfallenden Kanten desGehäuserinUes
und des Ventilkörpers eingeklemmt wird.
-
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Es zeigt Fig. r einen senkrechten Querschnitt durch ein Hochdruckventil,
Fig. 2 und 3 in etwas größerem Maßstab die Abdichtung
der Spindel
durch einen Ring von trapezförmigem Querschnitt in geschlossenem und in geöffnetem
Zustand, Fig.4 bis 5 entsprechende Abbildungen bei der Verwendung eines ovalen Dichtrings,
Fig. 6 einen zylindrischen Dichtring in etwas anderer Ausführung.
-
Das Ventilgehäuse io weist einen Sitz i i auf, der mit dem Ventilkörper
ie zusammenwirkt. Der Kopf 13 des Ventilkörpers ist in die Schraubspindel 14 eingesetzt,
die ihrerseits durch Gewinde mit der Druckschraube 15 in Verbindung steht. Die Verdrehung
der Spindel 14 und damit eine Auf- oder Abwärtsbewegung des Ventilkörpers 12 zum
Öffnen und Schließen des Ventils wird durch den zweckmäßig scheibenförmig ausgebildeten
Grifl-körper 16 bewirkt. Bei geöffnetem Ventil gelangt das Druckmittel durch die
axiale Bohrung 17 in den Raum 18 und von hier aus in den Stutzen 19, der bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Verschlußkappe 20 versehen ist.
-
Die Abdichtung der Fuge 34 entlang der Spindel geschieht im vorliegenden
Fall durch-den zylindrischen Ring 21, der zwischen dem Ventilkörper 12 und
dem Gehäusering 22 mit Vorspannung aufgespannt ist. Der Ring 21 stützt sich dabei
an den beiden schräg verlaufenden Flächen 23 und 24 des Ventilkörpers 12 bzw. des
Gehäuserings 22 ab. Diese kegelig ausgebildeten Stützflächen 23 und 24 dienen dem
Ring 21 gleichsam als Widerlager. Dabei kann der äußere Durchmesser der Stützflächen
23 und 24 kleiner sein als der rriittlere Durchmesser des Dichtrings. Wird der Ventilkörper
12 zum Öffnen des Ventils hochgeschraubt, so nähern sich die beiden Stützflächen
23 und 24 einander, wobei der Dichtring 21 in seiner Anlagestellung verharrt und
lediglich eine gewisse radiale Spreizung verbunden mit einer Pressung in axialer
Richtung erfährt. Zusätzlich wird der Ring durch den Betriebsdruck fest gegen die
Anlageflächen 23 und 24 gepreßt und deren Gestalt entsprechend verformt. Der Ring
21 kann dabei frei in den Raum i8 vorstehen. Wird sodann der Ventilkörper 12 zur
Schließung des Ventils abgesenkt, so verengt sich der Ring 21 wieder. Ein Ausblasen
des Ventils entlang der Spindel findet also nicht statt. Durch praktische Versuche
konnte bestätigt werden, daß ein Ventil der beschriebenen Art auch im Dauerbetrieb
und unabhängig von dem Druck in der Kammer 18 ständig dicht bleibt. Die Beanspruchung
des Dichtrings durch die Ventilkörperbewegung ist denkbar gering, so daß Ermüdungserscheinungen
des Werkstoffs nicht zu befürchten sind.
-
Das dargestellte Ventil ist mit einer Hubspindel versehen. Die gleiche
Abdichtung der Spindel ist aber auch bei einem Drehspindelventil möglich, wenn dafür
gesorgt wird, daß der Ventilkörper 12 mit der Anlagefläche 23 an der Spindeldrehung
nicht teilnimmt.
-
Wird der Ring 26 entsprechend Fig. 2 und 3 der Zeichnung kegel- oder
trapezförmig ausgebildet, und wird er wiederum mit .Vorspannung aufgezogen, so resultiert
daraus abermals eine Kraftkomponente in der Pfeilrichtung 27, 'die den Ring senkrecht
gegen die Ventilspindel 12 zieht, als auch weitere Komponenten in Richtung der Pfeile
28, die senkrecht gegen die Wider lagerflächen 23 und 24 gekehrt sind. Wird ein
solches Ventil geöffnet, so gelangt der Ventilkörper 12 schließlich in die in Fig.
3 dargestellte Lage zu dem Gehäusering 22. Es werden dabei Kräfte auf den Dichtring
26 augeübt, wie sie durch Pfeile in Fig.3 kenntlich gemacht sind. Der Dichtring
26 selbst erfährt eine gewisse radiale Erweiterung, und gleichzeitig nimmt die Pressung
an den Widerlagern zu. Bei ausreichender Elastizität des Dichtrings 26 und einem
hinreichend hohen Betriebsdruck im Raum 18, der durch die Pfeile 29 dargestellt
ist, nimmt der Dichtring die durch punktierte Linien kenntlich gemachte Form an.
Dadurch wird die Abdichtung insbesondere an den Kriechstellen verbessert, so daß
mit Sicherheit eine vollkommene Abdichtung zwischen den Metallteilen 12 und 22 einerseits
und dem Ring 31 andererseits erreicht wird.
-
Fig. 4 und 5 zeigen die Abdichtung der Ventilspindel bei Verwendung
eines im Querschnitt elliptischen Rings 31 aus elastischem Gummi. Die Anlagenflächen
23 und 24 der Ventilteile sind dabei dem Mantel des Rings entsprechend geformt.
Auch in diesem Falle wird der Ring infolge seiner Vor-Spannung in Richtung des Pfeils
27 zur Mitte gezogen und gleichzeitig in Richtung der beiden Pfeile 28 gegen die
hohl ausgebildeten Anlageflächen 23 und 24 gepreßt. Beim Öffnen des Ventils wächst
vor allen Dingen die Anpressung, die der Ring durch die Anlage an seinen Stützflächen
23 und 24 erfährt. Infolge dieser Pressung findet auch eine gewisse radiale Erweiterung
statt. Kommt dazu noch der im Innern des Ventils wirksam werdende Gasdruck in Pfeilrichtung
29, so wird der Ring insgesamt etwa die Querschnittsform entsprechend Fig. 5 annehmen.
Auch in diesem Fall wird besonders an den Kriechstellen 30 eine so starke
Pressung an den Gehäuseteilen stattfinden, daß das Ventil unter allen Umständen
dicht bleibt.
-
Unabhängig von seinem sonstigen Querschnitt kann der Dichtring 32,
wie in Fig. 6 ersichtlich ist, mit einem zur Mitte gekehrten leistenförmigen Fortsatz
33 versehen sein, der in die Fuge 25 (Fig. i) des Ventils eingreift, also zwischen
dem Gehäusering 22 und dem Ventilkörper 12 als Quetschdichtung eingeklemmt wird.
EinenennenswerteVergrößerung des zur Bedienung des Ventils an dem Griffrad 16 aufzuwendenden
Drehmoments tritt dadurch nicht ein.
-
Die Vorspannung gegen die Schrägflächen als Widerlager für den Dichtkörper
kann dadurch erhöht werden, daß solche am Dichtkörper nach Fig. 2 und 3 flacher
ausgeführt sind als an den Körpern 22 und 12.