DE9320345U1 - Butterfly valve - Google Patents

Butterfly valve

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DE9320345U1
DE9320345U1 DE9320345U DE9320345U DE9320345U1 DE 9320345 U1 DE9320345 U1 DE 9320345U1 DE 9320345 U DE9320345 U DE 9320345U DE 9320345 U DE9320345 U DE 9320345U DE 9320345 U1 DE9320345 U1 DE 9320345U1
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2261—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve member

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Description

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Die Erfindung betrifft eine Absperrklappe mit zentrisch gelagerter und rechtwinkelig zur Rohrachse stehender Klappenscheibe.The invention relates to a butterfly valve with a centrally mounted valve disc positioned at a right angle to the pipe axis.

Im Bereich der Wasser- und Gasversorgung werden Absperrklappen mit gummielastischer Dichtung zwischen Klappenscheibe und Gehäusesitz eingesetzt. Diese Absperrklappen sind in vielen Fällen in erdverlegter Rohrleitung eingebaut und sollen eine lange Lebensdauer haben, um die Verfügbarkeit der Versorgung- zu gewährleisten und Aufgrabungen zu vermeiden. Hierzu sind Klappenbauarten erforderlich, die die gewünschten Anforderungen auf Dichtheit und Funktion auf lange Zeit erfüllen.In the area of water and gas supply, butterfly valves with a rubber-elastic seal between the valve disc and the housing seat are used. These butterfly valves are often installed in underground pipelines and are intended to have a long service life in order to ensure the availability of the supply and to avoid excavations. This requires valve designs that meet the desired requirements for tightness and function over a long period of time.

Bei den bekannten Klappenbauarten mit zentrisch gelagerter Klappenscheibe, wie sie aus den DE-PS 28 43 860, OE-PS 381 773 B und DE-PS 1 290 395 bekannt sind, ist die umlaufende Dichtung im Bereich der angelenkten zentrischen Wellen unterbrochen. Durch die erforderliche Umgehung der Welle sind besondere Dichtwülste oder spezielle Formgebungen im Übergangsbereich der Dichtung erforderlich, die eine Vergrößerung der Berührungsflächen und somit höhere Reibung mit sich bringen. Außerdem tritt wegen der kreisförmigen Geometrie in diesen Wellenbereichen beim Schließen der Klappenscheibe keine zusätzliche Dichtkraft auf, deshalb muß bereits während der Montage die Dichtung so stark verformt werden, daß die Vorspannung ausreicht, um auch bei vollem Differenzdruck die erwünschte Dichtheit zu erzeugen. Nachteilig bei diesen Bauarten ist, daß sie im Wellen-Übergangsbereich dauernd erhöhter Reibung undIn the known flap designs with a centrally mounted flap disc, as known from DE-PS 28 43 860, OE-PS 381 773 B and DE-PS 1 290 395, the circumferential seal is interrupted in the area of the hinged central shafts. Due to the necessary bypass of the shaft, special sealing beads or special shapes are required in the transition area of the seal, which enlarge the contact surfaces and thus increase friction. In addition, due to the circular geometry in these shaft areas, no additional sealing force occurs when the flap disc closes, so the seal must be deformed so much during assembly that the preload is sufficient to produce the desired seal even at full differential pressure. The disadvantage of these designs is that they are constantly subject to increased friction and

Verschleiß unterliegen, wodurch die Lebensdauer erheblich verringert wird und hohe Bedienmomente erforderlich sind.are subject to wear, which significantly reduces their service life and requires high operating torques.

Nach der EP 0 447 780 Al sollen diese Nachteile bei den Klappenbauarten mit exzentrischer oder doppelexzentrischer Lagerung der Klappenscheibe vermieden werden. Durch die exzentrische Lagerung der Klappenscheibe wird zwar eine ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung erzielt, die aber tangential gegen den Gehäusesitz abdichtet. Diese tangentiale Anlage ist durch den sich bei exzentrischer Lagerung ergebenden Schwenkradius bedingt.According to EP 0 447 780 Al, these disadvantages should be avoided in valve designs with eccentric or double-eccentric bearing of the valve disc. The eccentric bearing of the valve disc achieves an annular, uninterrupted seal, but it seals tangentially against the housing seat. This tangential arrangement is due to the swivel radius that results from eccentric bearing.

Lose in der Lagerung, Maßabweichungen, auch innerhalb der fertigungsbedingten Toleranzen, plastische Verformungen der Klappenscheibe und ähnliche Einflüsse führen dazu, daß die Dichtfläche der Klappenscheibe je nach Druckrichtung des Betriebsmittels in den Gehäusesitz hineingedrückt oder vom Gehäusesitz abgehoben wird. Diese Maßänderungen müssen bei der Vorspannung der Dichtung in der Klappenscheibe berücksichtigt werden. Diese Vorspannung führt in der Praxis dazu, daß sich die Dichtung, wenn sie nicht am Gehäusesitz anliegt, z.B. in der Offenstellung der Klappe, entspannt und sich im Durchmesser vergrößert. Beim späteren Einfahren in den Gehäusesitz treten Scherspannungen im gummielastischen Material der Dichtung auf, die bis zum Aufreißen der Dichtung führen können.Looseness in the bearings, dimensional deviations, even within the tolerances caused by production, plastic deformations of the valve disc and similar influences lead to the sealing surface of the valve disc being pressed into the housing seat or being lifted off the housing seat, depending on the pressure direction of the operating medium. These dimensional changes must be taken into account when pre-tensioning the seal in the valve disc. In practice, this pre-tension leads to the seal relaxing and increasing in diameter when it is not in contact with the housing seat, e.g. when the valve is open. When the seal is later inserted into the housing seat, shear stresses occur in the rubber-elastic material of the seal, which can lead to the seal tearing open.

Nachteilig bei diesen Bauarten ist, daß der durch die exzentrische bzw. doppelexzentrische Lagerung vorgege-The disadvantage of these designs is that the eccentric or double eccentric bearings provide

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bene Lagerarm hohe Bedienmoment verursacht und daß durch die große erforderliche Vorspannung die Dichtung hohem Reibverschleiß, Beschädigung und damit Verringerung der Lebensdauer unterliegt, sowie eine weitere Erhöhung des Bedienmomentes auftritt. Höheres Bedienmoment bedeutet größere Dimensionierung der Bedienelemente, Getriebe usw., und damit erheblich höhere Kosten.The bearing arm causes a high operating torque and the high preload required means that the seal is subject to high frictional wear, damage and thus a reduction in service life, and a further increase in the operating torque occurs. A higher operating torque means larger dimensions of the operating elements, gears, etc. and therefore significantly higher costs.

Bei einer weiteren Bauart, wie sie aus der EP 0 310 Bl bekannt ist, wird durch eine schräggestellte Klappenscheibe zwar eine ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung erreicht, die Dichtpressung wird aber auch hier, wie bei den exzentrischen Bauarten, durch toleranzbedingte Abweichungen, Lose in der Lagerung und Druckwechsel beeinflußt, so daß ähnliche Nachteile wie bei den Absperrklappen mit exzentrischer Lagerung auftreten. Als weiterer Nachteil dieser Bauart kommen die durch die schräge Form bedingten hohen Fertigungsaufwendungen hinzu, die die Klappe stark verteuern. In another design, as known from EP 0 310 Bl, a slanted valve disc achieves an annular, uninterrupted seal, but the sealing pressure is also influenced here, as with the eccentric designs, by tolerance-related deviations, looseness in the bearing and pressure changes, so that similar disadvantages arise as with the butterfly valves with eccentric bearings. A further disadvantage of this design is the high manufacturing costs caused by the slanted shape, which makes the valve much more expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Absperrklappe so auszurüsten, daß eine ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung mit geringer Vorspannung in den Gehäusesitz eingesetzt werden kann.The object of the present invention is to equip a butterfly valve in such a way that an annular, uninterrupted seal with low preload can be inserted into the housing seat.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung sowohl durch die Merkmale des Anspruchs 1 als auch durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.This object is achieved according to the invention both by the features of claim 1 and by the features of claim 2.

Die Erfindung bringt eine erstaunliche Vielzahl von Vorteilen. Die radial dichtende ringförmige Dichtung ist unempfindlich gegen Verschiebungen im Dichtungs-The invention brings an astonishing number of advantages. The radially sealing ring-shaped seal is insensitive to shifts in the seal

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bereich, wie sie z.B. durch Fertigungstoleranzen, Lose in den Lagerungen, Verformung der Klappenscheibe usw. auftreten, da diese Verschiebungen, bedingt durch die zentrische Lagerung und die radiale Abdichtung, nur in Richtung der Rohr-/Klappenachse auftreten und somit keine nachteiligen Wirkungen auf die Dichtgeometrie haben. Die Klappenscheibe ist zentrisch im Gehäusesitz gelagert und zentriert sich selbsttätig. Die Absperrklappe dichtet unabhängig von Druckhöhe und Druckrichtung im Gehäusesitz radial sicher und dauerhaft ab und benötigt dabei nur geringe Bedienkräfte. Durch den Einsatz eines selbstdichtenden, z.B. gummielastischen Dichtrings, mit z.B. rechteckigen oder quadratischem Querschnitt der sich der Druckrichtung und Druckhöhe anpaßt, kann die Vorspannung bei der Montage der Klappenscheibe klein gehalten werden und es werden geringe Bedienmomente erreicht. Mit steigendem Betriebsdruck wird die Anpressung der selbsttätigen Dichtung immer nur die, dem tatsächlichen Druck entsprechende Pressung annehmen. Geringe Reibung, kleine Bedienmomente und eine lange Lebensdauer sind die positiven Folgen.area, such as those caused by manufacturing tolerances, looseness in the bearings, deformation of the valve disc, etc., since these shifts, due to the centric bearing and the radial seal, only occur in the direction of the pipe/valve axis and therefore have no adverse effects on the sealing geometry. The valve disc is mounted centrally in the housing seat and centers itself automatically. The butterfly valve seals radially in the housing seat safely and permanently, regardless of the pressure level and pressure direction, and requires only low operating forces. By using a self-sealing, e.g. rubber-elastic sealing ring, with e.g. a rectangular or square cross-section that adapts to the pressure direction and pressure level, the preload when assembling the valve disc can be kept small and low operating torques are achieved. As the operating pressure increases, the pressure of the automatic seal will always only assume the pressure corresponding to the actual pressure. Low friction, small operating moments and a long service life are the positive consequences.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. In letzterer zeigen:The invention is described in more detail below using an embodiment and in conjunction with the drawing. The latter shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Absperrklappe Fig. 1 a longitudinal section through a butterfly valve

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-B der Figur 1, undFig. 2 is a section along the line A-B of Figure 1, and

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Fig. 3 eine Ansicht in Richtung C der Figur 2.Fig. 3 is a view in direction C of figure 2.

Die Figur 1 zeigt eine beispielhafte Darstellung der Erfindung. Im Gehäuse 1 ist über zwei zentrisch angeordneten Wellenzapfen 7, die einstückig mit Traversen versehen sind, die Klappenscheibe 2 zentrisch gelagert. Die Traversen 5 sind dabei außermittig über die Traversenanlenkflächen 6 mit der Klappenscheibe 2 fest verbunden. Im Gehäuse sind Aussparungen zur Aufnahme eines Teils der schwenkbaren Traversen 5 vorgesehen. Letztere sind maßlich so ausgeführt, daß ihre äußeren Begrenzungen von der senkrechten und waagrechten Schwenkachse einen Abstand "Y" haben, der größer ist als die Einbautiefe "X" des Gehäusesitzes 4. Am äußeren Umfang der Klappenscheibe 2 ist eine ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung 2 angeordnet, die mit dem zylindrischen Gehäusesitz 4 radial dichtend zusammenwirkt. In einem Ausführungsbexspiel ist dies eine selbsttätig wirkende Dichtung aus gununielastischem Werkstoff.Figure 1 shows an example of the invention. The flap disc 2 is mounted centrally in the housing 1 via two centrally arranged shaft journals 7, which are provided with cross members in one piece. The cross members 5 are firmly connected to the flap disc 2 off-center via the cross member articulation surfaces 6. Recesses are provided in the housing to accommodate part of the pivoting cross members 5. The latter are dimensioned in such a way that their outer boundaries have a distance "Y" from the vertical and horizontal pivot axis that is greater than the installation depth "X" of the housing seat 4. An annular, uninterrupted seal 2 is arranged on the outer circumference of the flap disc 2, which cooperates with the cylindrical housing seat 4 to form a radial seal. In one embodiment, this is a self-acting seal made of gununielastic material.

Die Figur 2 zeigt eine Ansicht längs der Linie A-B der Figur 1. Die Klappenscheibe ist durch volle Linien in ihrer geschlossenen Stellung dargestellt. Die gestrichelten Linien zeigen die Klappenscheibe in ihrer geöffneten Stellung.Figure 2 shows a view along the line A-B of Figure 1. The valve disc is shown by solid lines in its closed position. The dashed lines show the valve disc in its open position.

Die Figur 3 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles C der Figur 2, teilweise aufgebrochen.Figure 3 shows a view in the direction of arrow C of Figure 2, partially broken away.

Claims (14)

AKTENZEICHEN: P 5247 Anmelder: Johannes Erhard, H. Waldenmaier Erben Süddeutsche Armaturenfabrik GmbH & Co. Meeboldstraße 22 89522 Heidenheim Absperrklappe Schutzansprüche:REFERENCE NUMBER: P 5247 Applicant: Johannes Erhard, H. Waldenmaier Erben Süddeutsche Armaturenfabrik GmbH & Co. Meeboldstraße 22 89522 Heidenheim Butterfly valve Protection claims: 1. Absperrklappe mit zentrisch gelagerter und rechtwinkelig zur Rohrachse stehender Klappenscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Klappenscheibe (2) eine ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung (3) angeordnet ist, die mit einem zylindrischen Gehäusesitz (4) radial dichtend zusammenwirkt, und die Klappenscheibe (2) durch zwei Wellenzapfen (7) mit Traversen (5) zentrisch im Gehäuse (1) gelagert und über einen 90°-Schwenkweg bewegbar ist.1. Shut-off valve with a centrally mounted flap disc positioned at a right angle to the pipe axis, characterized in that an annular, uninterrupted seal (3) is arranged on the circumference of the flap disc (2), which cooperates with a cylindrical housing seat (4) to form a radial seal, and the flap disc (2) is mounted centrally in the housing (1) by two shaft journals (7) with cross members (5) and can be moved over a 90° pivot path. • ■···• ■··· P 5247P5247 2. Absperrklappe mit zentrisch gelagerter und rechtwinkelig zur Rohrachse stehender Klappenscheibe,, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem inneren Umfang des Gehäusesitzes (4) eine ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung (3) angeordnet ist, die mit der Klappenscheibe2. Shut-off valve with a centrally mounted valve disc positioned at a right angle to the pipe axis, characterized in that an annular, uninterrupted seal (3) is arranged on the inner circumference of the housing seat (4), which seal is connected to the valve disc (2) radial dichtend zusammenwirkt, und die Klappenscheibe (2) durch zwei Wellenzapfen (7) mit Traversen (5) zentrisch im Gehäuse (1) gelagert und über einen 90°-Schwenkweg bewegbar ist.(2) cooperates to form a radial seal, and the valve disc (2) is mounted centrally in the housing (1) by two shaft journals (7) with cross members (5) and can be moved over a 90° swivel path. 3. Absperrklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung3. Shut-off valve according to claim 1, characterized in that the annular, uninterrupted seal (3) auf dem Umfang der Klappenscheibe (2) eine gummielastische Dichtung ist, die mit einem metallischen Gehäusesitz (4) radial dichtend zusammenwirkt.(3) on the circumference of the valve disc (2) is a rubber-elastic seal which cooperates with a metallic housing seat (4) to form a radial seal. 4. Absperrklappe nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rinförmigen nicht unterbrochene Dichtung (3) auf dem Umfang der Klappenscheibe (2) eine armierte Gummi-Metallverbindung ist, die mit einem metallischen Gehäusesitz (4) radial dichtend zusammenwirkt.4. Shut-off valve according to claim 1 or 3, characterized in that the ring-shaped uninterrupted seal (3) on the circumference of the valve disc (2) is a reinforced rubber-metal connection which cooperates with a metallic housing seat (4) to form a radial seal. 5. Absperrklappe nach Ansruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung (3) auf dem inneren Umfang des Gehäuses (4) eine nicht elastische Dichtung aus z.B. Metall oder Kunststoff ist, die mit der Klappenscheibe (2) radial dichtend zusammenwirkt.5. Shut-off valve according to claim 1, characterized in that the annular, uninterrupted seal (3) on the inner circumference of the housing (4) is a non-elastic seal made of e.g. metal or plastic which cooperates with the valve disc (2) to form a radial seal. 6. Absperrklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung6. Shut-off valve according to claim 2, characterized in that the annular, uninterrupted seal P 5247P5247 (3) auf dem inneren Umfang des Gehäuses (4) eine armierte Gummi-Metallverbindung ist, die mit der Klappenscheibe (2) radial dichtend zusammenwirkt.(3) on the inner circumference of the housing (4) there is a reinforced rubber-metal connection which interacts with the flap disc (2) to form a radial seal. 7. Absperrklappe nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung (3) auf dem inneren Umfang des Gehäuses (4) eine gummielastische Dichtung ist, die mit der Klappenscheibe (2) radial dichtend zusammenwirkt.7. Shut-off valve according to claim 2 or 6, characterized in that the annular, uninterrupted seal (3) on the inner circumference of the housing (4) is a rubber-elastic seal which cooperates with the valve disc (2) to form a radial seal. 8. Absperrklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige, nicht unterbrochene Dichtung (3) auf dem inneren Umfang des Gehäuses (4) eine nicht elastische Dichtung aus z.B. Metall oder Kunststoff ist, die mit der Klappenscheibe (2) radial dichtend zusammenwirkt.8. Shut-off valve according to claim 2, characterized in that the annular, uninterrupted seal (3) on the inner circumference of the housing (4) is a non-elastic seal made of e.g. metal or plastic which cooperates with the valve disc (2) to form a radial seal. 9. Absperrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (3) in der Klappenscheibe (2) maßlich gegenüber dem Gehäusesitz (4) gering größer und so ausgebildet ist, daß sie sich nach anstehender Druckrichtung und Druckhöhe selbsttätig dichtend anpaßt.9. Shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the seal (3) in the valve disc (2) is slightly larger in size than the housing seat (4) and is designed in such a way that it automatically adjusts itself in a sealing manner according to the prevailing pressure direction and pressure level. 10. Absperrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Wellenzapfen (7) und Traverse (5) einstückig sind, stirnseitig den Gehäusesitz umgreifen und im Bereich der Traversenanlenkfläche (6) mit der Klappenscheibe (2) fest verbunden sind.10. Shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft journal (7) and cross member (5) are in one piece, engage around the housing seat on the front side and are firmly connected to the valve disc (2) in the region of the cross member articulation surface (6). 11. Absperrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Traversen (5) in11. Shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the cross members (5) in P 5247P5247 Gehäuse-Aussparungen (8) eingelassen sind und innerhalb dieser Aussparungen ihre 90"-Schwenkbewegung ausführen.Housing recesses (8) and perform their 90" swivel movement within these recesses. 12. Absperrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anlenkungsflachen (6) der Traversen (5) auf der Klappenscheibe (2) außermittig angeordnet sind und daß die Traversenanlenkflachen (6) zur senkrechten und waagrechten Schwenkachse einen größeren Abstand "Y" haben, als die Einbautiefe
"X" des Gehäusesitzes (4) ist.12. Shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the two articulation surfaces (6) of the cross members (5) are arranged off-center on the valve disc (2) and that the cross member articulation surfaces (6) have a greater distance "Y" from the vertical and horizontal pivot axis than the installation depth
"X" of the housing seat (4). 13. Absperrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (3) einen rechtwinkeligen Querschnitt hat.13. Shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the seal (3) has a rectangular cross-section. 14. Absperrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (3) einen runden oder ovalen Querschnitt hat.14. Shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the seal (3) has a round or oval cross-section.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2118536A1 (en) * 2007-02-16 2009-11-18 Woodward Governor Company Tube-end butterfly metering and shutoff valve

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