EP0160645A1 - Rotary plug valve - Google Patents

Abstract

Closing and sealing device for valves provided with a valve enclosure and a cylindrical, conical or spherical closing body. The technical improvement according to the present invention is characterized by the fact that a pressure block (4) based on elastic material is located in a closed chamber of the valve box (1), which are joined thereto d on the one hand, the closing and sealing elements and, on the other hand, at least one pressing member (10), and which is provided with a mechanism rotating the closing body (2) and exerting pressure towards the block of pressure (4) on the pressure member (1), the pressure block (4) exerting pressure on the closing and sealing elements when the valve is closed.

Description

VERSCKLUSS- UND ABDICHTANORDNUNG FÜR VENTILE

Das technische Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Verschluss- und Abdichtanordnung für Ventile, die mit einem Ventilgehäuse und mit einem zylindrischen, kegel- oder kugelförmigen Verschlusskörper versehen sind.

Der Stand der Technik

Bei den Ventilen des oben erwähnten Types wird die Abdichtung nach einer der folgenden drei Varianten gelöst.

Einerseits werden steife Abdichtelemente angewendet, die in dem Verschlusskörper und in dem Ventilgehäuse befestigt sind oder der Verschlusskörper und das Ventilgehäuse diese selbst bilden. Bei diesen Lösungen liegt in der Regel ein Abdichtelement aus Metall auf einer anderen Metallfläche auf.

Anderseits werden elastische Abdichtelemente angewendet, die in den Verschlusskörper oder Ventilgehäuse oder in beiden eingebaut sind. Beim Aufeinanderliegen dieser Teile wird der abgedichtete Verschluss durch elastische Verformung herrorgerufen.

Drittens wird der abgedichtete Verschluss mit Mechanismen erreicht, die aus Federn, bewegbaren, verschiebbaren Hulsen und an diesen befestigten elastischen Verdichtelementen bestehen. Zur Erzielung eines abgedichteten Verschlusses wird meistens auch der Druck des beförderten Mediums genutzt.

Diese bekannten Lösungen sind mit dem Hachteil verbunden, dass beim Öffnen und Schliessen des Ventils be trachtliche Reibungen auftreten, die zu einem relativ schnellen Verschleiss der Abdichtelemente führen. Nach einem gewissen Grad des Verschleisses können die Abdichtelemente einen dichten Verschluss nicht mehr gewährleisten, es treten Leckverluste auf, die mit Hinsicht auf den Wasserverbrauch oder bei industriellen Anwendungen auf die Produktqualität sowie auf die Unfallgefahr unerwünscht sind. Der Verschleiss wird dann besonders schnell, wenn in dem durchgelassenen Medium Stoffpartikel enthalten sind, weil dann der Verschleiss ungleichmässig ist; die Abdichtelemente sind nach einer relativ kurzen Betriebszeit unbrauchbar.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Verschlussund Abdichtanordnung fur Ventile zu schaffen, in der beim Öffnen und Schliessen des Ventils keine Reibungskräfte an den Abdichtelementen auftreten, die Lebensdauer der Abdichtelemente sich im Vergleich zu den bekannten beträchtlich erhöht und die Dichte des Verschlusses fur eine grössere Betriebsdauer erhalten bleibt.

Die gestellte Aufgabe wird nach der erfindungsgemässen Weiterentwicklung dadurch gelöst, dass in einem geschlossenen Raum des Ventilgehäuses ein Druckblock aus elastischem Material angeordnet ist, an dem einerseits Verschluss- und Abdichtelemente, andererseits mindestens ein Druckstück angeschlossen sind, und dass ein den Verschlusskörper verdrehender und auf das Druckstück in

Richtung des Druckblockes Druckkraft ausϋbender Mechanismus vorgesehen ist, wobei der Druckblock in geschlossenem Zustand des Ventiles Druckkraft auf die Verschlussund Abdichtelemente ausübt. In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform ist der den Druckblock beinhaltende geschlossene Raum im Inneren des Verschlusskörpers ausgebildet, wobei der den Druckblock beinhaltende geschlossene Raum im Inneren des Verschlusskörpera ausgebildet ist, und dass als Verschlusselemente an zwei Seiten des Verschlusskörpers in Durchflussrichtung geradegefuhrte Verschlussscheiben dem Druckblock angeschlossen sind, wobei in den Verschlussscheiben mindestens je ein umlaufender und einen Dichtungsring als Abdichtelement aufnehmender Hut ausgebildet ist, der Nut auf einem grösseren Durchmesser liegt als der der Durchflussöffnung, die Druckkraft von dem Druckblock zu dem Dichtungsring durch mindestens zwei Kanäle geleitet ist und die Verschlussscheiben auf der deα Druckblock zugewandten Seite einen kleineren Durchmesser als bei der entgegengesetzten Seite haben.

In diesem Falle können wir auch so vorgehen, dass der den Verschlusskörper verdrehende und Druckkraft ausübende Mechanismus mit einem mit dem Verschlusskörper und einem ausseren Deckel verbundenen Schwenkstück und einem in dem Deckel verschwenkbar gelagerten, dem Druckstuck angeschlossenen, mit einem den Deckel durchlaufenden Schwenkschaft und einem unter dem Deckel mit einer Zwangsbahn versehenen Ersatzteil ausgebildet ist, wobei der Zwangsbahn in dem Deckel gelagerte Rollen angeschlossen sind, und dass in einem unteren Deckel des Ventilgehäuses ein mit einer die Verdrehung des Verschlusskörpers bestimmenden, darin ausgebildeten Aussparung zusammenwirkender Anschlag vorgesehen ist.

Es ist vorteilhaft, wenn der durch die Zwangsbahn bestimmte Verdrehungswinkel des Mechanismus grösser als der durch die Aussparung und den Anschlag bestimmte Ver drehungswinkel der Verschlusskörpers ist.

Das Druckstück kann erfindungsgemäss einer Kolbenstange eines Pneumatikzylinders angeschlossen sein.

In einer anderen erfindungsgemäss vorteilhaften Ausführungsform gehen wir davon aus, dass der den elastischen Druckblock beinhaltende geschlossene Raum in dem Ventilgehäuse an beiden Seiten des Verschlusskörpers urn die Durchflussöffnung ringförmig ausgebildet ist, und dass das Verschlusselement als eine mit einem Hülsenteil und einem Flanschenteil versehene Verschlussscheibe, das Abdichtelement als ein durch einen in dem Flanschenteil der Verschlussscheibe ausgebildeten Nut aufgenommener Dichtungsring ausgebildet ist, wobei der Druckblock seine Druckkraft auf dem Flanschenteil der Verschlussscheibe und durch zwischen dem Druckblock und dem Dichtungsring ausgebildete Kanäle auf den Dichtungsring ausübt.

Es kann dabei vorteilhaft sein, wenn an dem Verschlusskörper ein Schwenkstuck befestigt oder damit aus einem Stuck ausgebildet ist, worauf eine mit einer Zwangsbahn versehene und in einem mit dem Ventilgehäuse verbundanen Deckel verdrehbar gelagerte Steuerhulse durch eine Verriegelungseinrichtung bestimmt verdrehbar aufgesetzt ist, und dass bei jedem Druckblock das Druckstϋck einerseits mit einer darin gelagerten Rolle an der Zwangsbahn, anderseits auf dem Druckkörper anliegt, der durch elastische Bolzen beiderseitig abgestiizt und mit dem Druckblock verbunden ist.

Der Einfaσhheit der Herstellung halber ist es erfindungsgemäss vorteilhaft, dass der Hulsenteil der Verschlussscheibe jeden geschlossenen ringförmigen Raum im Ventilgehäuse teilweise begrenzt, und dass der Flanschenteil der Verschlussscheibe mit mindestens einer Tellerfeder in Richtung des Druckblockes belastet ist.

Der Grundgedanke der Erfindung wird auch mit der Ausfuhrungsform verwirklicht, in der der in dem Inneren des Verschlusskörpers ausgebildete geschlossene Raum durch Rippen in zwei Teile aufgeteilt ist, worin der in ebenfalls zwei Teile geteilte Druckblock angeordnet ist, und dass ein Schwenkstück mit dem Verschlusskörper verbunden ist, den Teilen des Druckblockes je ein das Verschwenkstϋck durchlaufendes und darin gefϋhrtes Druckstück zugeordnet ist, wobei das Verschlusselement als eine in dem Verschlusskörper gefuhrte und dem Druckblock anliegende Verschlussscheibe und das Abdichtelement als ein Teil des Druckblockes ausgebildet ist.

Die Druckstϋcke können dabei durch ja eine in ihnen gelagerte Rolle an einer Exzenterfläche eines durch einen auch dem Schwenken des Verschlusskörpers dienenden Arm betätigten Exzenters anliegen.

Nach einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung kann vortailhafterweise der verdrehende und Druckkraft ausübende Mechanismus mit einem dem Ventilgehäuse angeschlossenen Gehäuse versehen sein, wobei in dem Gehäuse eine mit einem Kopfteil versehene Stange geradegefϋhrt ist, in dem Mantel des Kopfteiles eine Zwangsbahn ausgebildet ist, die mit einer an einem Schwenkstuck fest, aber verdrehbar gelagerten Rolle zusammenwirkt, wobei das Schwenkstück mit dem Verschlusskörper verbunden ist und die Stange an dem Kopfteil mit dem Druckstück, an ihrem anderen Ende mit einer Kolbenstange eines Pneumatikoder Hydraulikzylinders verbunden ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefϋgte Zeichnung näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt einer Ausfuhrungsform der erfindungsgemässen Anordnung,

Fig. 2 eine Modifikation der Ausfuhrungsform in Fig. 1 ebenfalls im Schnitt, Fig. 3 den gleichen Schnitt wie in Fig. 1, jedoch für eine andere Ausfuhrungsform der erfindungsgemässen Anordnung,

Fig. 4 eine Uodifikation der Ausfuhrungsform in Fig. 3 ebenfalls im Schnitt, teilweise in Seitenansicht, Fig. 5 einen Schnitt einer noch weiteren Ausfϋhrungsform,

Fig. 6 eine Modifikation der Ausfuhrungsform in Fig. 5 auch im Schnitt, Fig. 7 einen Schnitt, teilweise die Ansicht einer weiteren Ausfuhrungsform der Anordnung in dieser Erfindung.

Die beste Ausfuhrungsform der beansnruchten Erfindung

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Verschluss- und Abdichtanordnung mit einem Ventilgehäuse 1 versehen, in dem ein zylindrischer Verschlusskörper 2 angeordnet ist. In dem Verschlusskörper 2 ist ein geschlossener Raum ausgebildet, der diametral entgegengesetzt durch zwei als Verschlusselemente dienende Verschlussscheiben 3 begrenzt ist. In dem geschlossenen Raum ist ein Druckblock 4 aus elastischem Material mit einem Durchflussrohr 5 angeordnet, der in geschlossenem Zustand wie in Fig. 1 dargestellt oder dazu urn 90° verschwenkt in geöffnetem Zustand sein kann.

Die Versohlussscheiben 3 haben in einem zur Zeichnungsebene senkrechten Schnitt einen Kreisquerschnitt, dessen Aussenfläche zu der den Verschlusskörper 2 einbettenden inneren Zylinderfläche des Ventilgehäuses 1 passt. Die Versohlussscheiben 3 sind an ihren Aussenflächen mit einem grösseren Durchmesser ausgebildet, der die innere Lage der Verschlussscheiben 3 bestimmt und das rückschlagsventilartige Sperren des Durchflusses durch die in Strömungsrichtung hintere Verschlussscheibe 3 verhindert.

An der Aussenfläche der Versohlussscheiben 3 ist mindestens ein Ringnut ausgebildet, der auf einem grösseren Durchmesser als der Durchmesser der Durchflussöffnung des Ventilgehäuses 1 liegt und in dem je ein Dichtungsring 6 angeordnet ist. Der Ringnut ist durch mindestens zwei Kanäle 7 mit dem geschlossenen Raum, d. h. mit dem Druckblock 4 verbunden, durch die der Druck vom Druckblock 4 zu dem Dichtungsring 6 mit Hilfe des

Druckblockes 4 oder eines Metallbolzens geleitet werden kann.

An dem Druckblock 4 ist auch ein Druckstuck 10 angeschlossen, das weiterhin mit einem den Verschlusskörper 2 verdrehenden und auf das Druckstück 10 in Richtung des Druckblocks 4 eine Druckkraft ausϋbenden Mechanismus in Verbindung steht. Die Druckkraft wird in dieesem Ausführungsbeispiel mit einem Drückkörper 8 aus elastischem Material zu dem Druckblock 4 geleitet, der in einem Loch im Verschlusskörper 2 angeordnet ist. Um den Druckkörper 8 ist dem Verschlusskörper 2 mit Schrauben ein Schwenkstück 9 angeschlossen, in dessen auch den Druckkörper 8 beinhaltende mittlere Bohrung das Druckstück 10 hineinreicht. An dem Schwenkstuck 9 ist ein äusserer Deckel 14 befestigt. Der Mechanisrmus ist im weiteren mit einem Ersatzteil versehen, das in dem Deckel 14 verschwenkbar gelagert ist und einen den Deckel 14 durchgehenden Schwenkschaft 13 sowie unter dem Deckel 14 einen zylindrischen Teil 12 und eine Zwangsbahn 11 hat.

In dem äusseren Deckel 14 sind Rollen 15 gelagert, die immer an der Zwangsbahn 11 anliegen. Der die Zwangsbahn 11 aufweisende Ersatzteil liegt nie auf der Fläche 16 des Schwenkstϋckes 9 um den Druckkörper 8 auf.

Das Ventilgehäuse 1 ist in der Figur oben mit einem Deckel 17 und unten mit einem Deckel 18 abgeschlossen. In dem unteren Deckel 18 ist ein mit einer die Verdrehung des Verschlusskörpers 2 bestimmenden, in dem Verschlusskörper 2 ausgebildeten Aussparung zusammenwirkender Anschlag 19 vorgesehen.

In dem Verschwenkstück 9 ist eine Verriegelungseinrichtung 20 bekannter Konstruktion angeordnet, die die Endpositicnen der Zwangsbahn 11 und der damit verdrehten Teile bestimmt .

Die Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung ist in Fig. 1 in geschlossenem Zustand des Verschlusskörpers 2 gezeigt, wobei aber die Verschluss- und Abdichtelemente, die Versohlussscheiben 3 und die Dichtungsringe 6 auf den Verschlussflächen des Ventilgehauses 1 nicht anliegen. Der Verschlusskörper 2 kann also verschwenkt werden, ohne etwaige Reibungskräfte an den Flächen der Versohlussscheiben 3, bzw. der Dichtungsringe 6 in Kauf nehmen zu müssen. Die Zwangsbahn 11 und damit das Druckstück befinden sich in ihren obersten Langen, es wird keine Druckkraft auf den Druckblock 4 ausgeübt.

Der Verschlusskörper 2 kann mit dem Schwenkschaft 13 um maximal 90° verdreht werden, was durch den Anschlag 19 bzw. durch die damit zusammenwirkende Aussparung im Verschlusskörper 2 bestimmt bzw. begrenzt wird.

Der Schwenkschaft 13 kann nach diesem Schwenken urn 90° noch weiter verdreht werden, wobei aber der Verschlusskörper 2 stillsteht und die Rollen 15 auf der Zwangsbahn 11 nach oben bewegt bzw. die Zwangsbahn 11 und damit das Druckstück 10 nach unten gezwungen werden. Der Druckkörper 8 wird dabei zusammengepresst und gleichseitig in den Druckblock 4 hineingeschoben. Damit wird auf den Druckblock 4 eine Druckkraft ausgeübt, die in dem Druckblock 4 einen Überdruck erzeugt. Dieser Überdruck presst die Versohlussscheiben 3 sowie durch die Kanäle 7 die Dichtungsringe 6 auf die Verschlussflächen des Ventilgehäuses 1, wodurch ein abgedichteter Verschluss entsteht.

Der abgedichtete Verschluss zwischen den Verschlussflächen des Ventilgehäuses und den Versohlussscheiben 3 bzw. den Dichtungsringen 6 des Verschlusskörpers 2 kann gelöst werden, wenn der Schwenkschaft 13 in entgegengesetzter Richtung verdreht wird. Dabei laufen die Rollen 15 auf der Zwangsbahn 11 nach unten und der Überdruck in dem Druckblock 4 wird durch Entspannung des elastischen Druckkörpers, durch Ruckschaiben des Druckstϋckes 10 und des die Zwangsbahn 11 aufweisenden Ersatzteiles in die obere Totlage eliminiert. Gleichzeitig Iösen sicht die Dichtungsringe 6 und die Versohlussscheiben 3 von den Verschlussflächen des Ventilgehäuses 1 ab und kehren in ihre inneren Ausgangspositionen zurück. Bei weiterem Schwenken des Schwenkschaftes 13 wird der Verschlusskörper 2 ohne etwaige Reibungskräfte bei den Verschluss- und Abdichtelementen verdreht. Nach der Verdrehung des Verschlusskürpers 2 urn 90° wird dieser wieder angehalten und in dem Druckblock 4 wieder Überdruck erzeugt, wodurch die Absperrung bei den entsprechenden Abdichtflächen des Ventilgehäuses 1 auch in dieser Position erfolgt.

Die 90° überschreitende Verdrehung des Verschlusskörpers 2 kann mit der Verriegelungseinrichtung 20 eingestellt werden. Die Ausführungsform in Fig. 1 kann auch mit einem stumpfkegelförmigen Verschlusskörper 1 versehen sein.

In Fig. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform im Schnitt gezeigt, die einen kugelförmigen Verschlusskörper 2 verwendet. Der Verschlusskörper 2 ist hier bei einem im unteren Deckel 18 befestigten Bolzen 21 gelagert. Das Schwenkstück 9 ist mit dem Verschlusskörper 2 verbunden, im Deckel 14 aber schwenkbar gelagert. Hierbei kann der den Verschlusskörper 2 verdrehende und Druckkraft ausübende Mechanismus wie in Fig. 1 oder mit Hilfe eines bekannten Pneumatik- oder Hydraulikzylinders ausgebildet sein, dessen Bewegung steuerbar ist.

Die Ausbildung und Funktion der Versohlussscheiben

3, des Druckblockes 4 und des Druckstückes 10 sind die gleichen wie in der Ausführungsform in Fig. 1.

Bei der Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung in Fig. 3 ist der geschlossene Raum in dem Ven tilgehäuse 1 um die Durchflussöffnung des Ventiles an beiden Seiten des Verschlusskörpers ringförmig ausgebildet. In diesen geschlossenen Raumen ist je ein ebenfalls ringförmiger Druckblock 4 angeordnet, an dem je eine Verschlussscheibe 3 angeschlossen ist. Dieses Verschlusselement der Anordnung ist mit einem Hϋlsenteil und einem Flanschenteil versehen. Der Hϋlsenteil begrenzt nach innen den geschlossenen Raum, und in dem Flanschenteil ist ein den Dichtungsring 6 als Abdichtelement aufnehmender Nut ausgebildet, der durch Kanäle 7 mit dem geschlossenen Raum, bzw. mit dem Druckblock 4 verbunden ist. Die Versohlussscheiben 3 sind mit je mindestens einer Tellerfeder 22 in Richtung Druckblock 4 belastet.

Auf dem Schwenkstück 9 ist hier eine mit der Zwangsbahn 11 versehene und in dem mit dem Ventilgehäuse 1 verbundenen oberen Deckel 17 verdrehbar gelagerte Steuerhülse 23 aufgesetzt, die durch die Verriegelungseinrichtung 20 bestimmt verdrehbar ist. Die Steuerhülse 23 ist mit einem Schwenkarm 24 versehen.

Das Druckstück 10 und der daran angeschlossene elastische Druckkörper 8 sind bei jedem Druckblock 4 in einer zu der Durchflussöffnung des Ventiles parallel verlaufenden Bohrung angeordnet, die nach aussen jeweils rait einem Stopfen abgeschlossen ist. Das Druckstuck 10 liegt mit einer darin gelagerten Rolle 15 auch an der Zwangsbahn 11 an. Der Druckkörper 8 ist senkrecht zu diesem mit elastischem Bolzen beiderseitig abgestuzt, wobei die Druckkraft durch mindestens einen dieser Bolzen an den Druckblock 4 ubermittelt wird.

Die Ausfuhrungsform in Fig. 3 arbeitet ganz ähnlich wie die in Fig. 1 oder 2. Im entspannten Zustand der Druckblöcke 4 und Druckkörper 8 werden die Versohlussscheiben 3 durch die Tellerfeder 22 auf den Druckblöcken 4 aufliegend in der inneren Endlage gehalten, so dass weder die Versohlussscheiben 3, noch die darin enthaltenen Dichtungsringe 6 die ϋantelflache des Verschlusskörpers 2 beruhren, bei dessen Verschwenkung also keine Reibungskräfte auftreten. Beim Aufschlag auf dem Anschlag 19 beginnt das Zusammenpressen während dem weiteren Schwenken des Schwenkarmes 24 und der Steuerhülse 23 der Druckkörper 8 dank den zusammenwirkenden Rollen 15 und Zwangbahnen 11. Der Überdruck in den Druckblöcken 4 wird an beiden Seiten des Verschlusskörpers 2 auf die Flanschenteile der Versohlussscheiben 3 und durch die Kanäle 7 auf die Dichtungsringe geleitet, worauf diese der Mantelfläche des Verschlusskörpers 2 anliegen und der abgedichtete Verschluss zustande kommt. Die weitere

Drehung der Steuerhülse 23 wird durch die Verriegelungseinrichtung 20 nach Stehenbleiben des Verschlusskörpers

3 ermöglicht, die auch die Endposition dieser Bestandteile bestimmt.

Fig. 4 zeigt die Llodifikation der Ausfuhrungsform in Fig. 3 fur einen kugelförmigen Verschlusskörper 2. Das Schwenkstück 9 ist in einem kegelförmigen Loch befestigt. Der Verschlusskörper 2 ist unten in dieser Figur um den Bolzen 21 verschwenkbar gelagert.

Die Arbeitaweise der Ausführungsform in Fig. 4 ist mit der der Ausführungsform in Fig. 3 im wesentlichen gleich.

In der weiteren Ausführungsform in Fig. 5 wird der Verschlusskörper 2 durch Giessen hergestellt und mit einem oberen Ring 25 und unteren Ring 26 in dem Ventilgehäuse 1 verschwenkbar gehalten. Der innere geschlossene Raum des Verschlusskörpers 2 wird senkrecht zum Durchflussrohr 5 durch zwei Rippen 27, 28 in zwei Teile aufgeteilt, in denen jewells ein Teil des ebenfalls zweiteiligen Verschlusskörpers 2 angeordnet ist. Hierbei ist als Verschlusselement an beiden Seiten des Verschlusskörpers 2 je eine darin gefϋhrte und dem Druckblock 4 anliegende Verschlussscheibe 3 vorgesehen. Als Abdichtelement dient hier ein bis zur Mantelfläche des Ventilgehäuses 1 auslaufender Teil des Druckblockes 4.

Das Schwenkstück 9 ist auch hier an dem Verschlusskörper 2 befestigt und zwar in einer Aussparung oberhalb der oberen Rippe 27. Jedem Teil des Druckblockes 4 ist ein Druckstuck 10 zugeordnet, wobei der schwenkende und Druckkraft ausübende Mechanismus als ein mit einem Arm 32 betätigter Exzenter 33 ausgeführt ist. In dem dem Druckblock 4 entegegengesetzten Ende der Druckstücke 10 ist jeweils eine Rolle 35 gelagert, die jeweils einer Exzenterfläche 34 des dem Arm 32 angeschlossenen Exzenter 33 anliegt. Der Eszenter 33 wird um einen Bolzen 31 im oberen Teil 30 des Schwenkstϋckes 9 gedreht.

Zur leichteren Verdrehung des Verschlusskörpers 2 können bei den oberen und unteren Randbereichen des Verschlusskörpers 2 Rollenlager wie bei 45 angedeutet angeordnet aein.

Auch hier treten keine Reibungskrafte bei der Drehung des Verschlusskörpers 2 zwischen den Verschlussund Abdichtelementen und den entsprechenden Gegenflächen des Ventilgehäuses 1 auf, da diese nicht beruhrt werden. Bei der Drehung wird der Arm 32 etwas, beispielsweise um 45º angehoben und damit die Exzenterfläche 34 von den Rollen 35 entfernt. Nach, einer Drehung um 90° wird der Arm 32 nach unten bewegt und dort befestigt. Das Mass der Bewegung des Armes 32 nach unten hangt davon ab, was für ein grosser Überdruck in dem Druckblock 4 hervorgerufen werden soil, was mit dem Eindringen der Druckstücke 10 in die Teile des Druckblockes 4 proportional ist. Danach entsteht der gewunschte abgedichtete Verschluss.

Das Aufteilen des Innenraumes des Verschlusskörpers 2 und die Anwendung von zwei unabhängigen Teilen des Druckblockes 4 bringen den Vorteil mit sich, dass bei grossen Betriebsdrücken der elastische Stoff des Druckblockes 4 nicht kriechen kann, kein Rückschlagventil-Effekt entsteht. Der Verschlusskörper 2 kann mit einer Stumpfkegelform ausgebildet sein.

Die Ausfuhrungsform in Fig. 6 unterscheidet sich von dieser in Fig. 5 nur durch die Ausbildung des Ventilgehäuses 1 und durch die Kugelforra des Verschlusskörpers 2. Die Flanschen an beiden Seiten des Ventilgehäuses 1 sind mit diesem im Ganzen gegossen. Das Ventilgehäuse 1 hat einen daran befestigten Mittelteil 36, dessen Achse zu der des Durchflussrohres 5 parallel ist. Der Mittelteil 36 halt an beiden Seiten des Verschlusskörpers 2 je einen Ring 37, die an die Form des Verschlusskörpers 2 angepasst sind. Der Verschlusskörper 2 ist unten bei dem im unteren Deckel 18 gehaltenen Bolzen 21 gefiihrt.

Die Ausbildung der weiteren Bestandteile sowie die Funktion dieser Ausführungsform sind die gleichen wie bei Fig. 5 beschrieben.

Zur Erläuterung einer speziellen Ausführungsform des den Verschlusskörper 2 drehendenund Druckkraft auf den Druckblock 4 ausϋbenden Mechanimus nehmen wir auf Fig. 7 Bezug. Dieser Mechanismus wird beispielsweise mit einer Gewindespindel, einer pneumatischen oder hydrauli schen Kolben-Zylinderanordnung betrieben. An dem Ventilgehause 1 ist eine Gehäuse 41 des Mechanismus angeschlossen, in dem eine mit einem Kopfteil 42 versehene Stange 40 geradegefϋhrt ist. Der Kopfteil 42 hat einen grösseren Durchmesser als die Stange 40. In dem Mantel des

Kopfteiles 43 ist die Zwangsbahn 11 in Form einer Spirale ausgebildet, die mit einer Rolle 44 zusammenwirkt. Die Rolle 44 ist an einem Bolzen 43 verdrehbar gelagert, der an dem Schwenkstuck 9 befestigt ist. Damit wird die relative Bewegung zwischen dem geradegefϋhrten Kopfteil 42 der Stange 40 und dem Schwenkstuck 9 hervorgerufen, was eine Verdrehung des Schwenkstϋckes 9 (und des dazu befestigten Verschlusskörpers 2) bedeutet.

Das Druckstück 10 hat eine einstellbare Länge und wirkt mit dem Ende des Kopfteiles 42 der Stange 40 zusammen. An dem dem Kopfteil 42 entgegengesetzten Ende der Stange 40 ist die Kolbenstange 39 des antreibenden Pneumatik- oder Hydraulikzylinders angeschlossen.

Im Betrieb des Ventiles mit einem Mechanismus wie in Fig. 7 wird die Stange 40 azial nach unten geschoben, während das Schwenkstück 9 und damit der Verschlusskörper 2 durch Zusammenwirken der Zwangsbahn 11 und der Rolle 44 verdreht werden. Nach einer vertikalen Lange U geht die Spirale der Zwangsbahn 11 in einen geraden Nutteil mit der Länge L über, wobei schon keine Verdrehung des Schwenkstϋckes 9, nur eine axiale Verschiebung des Druckstückes 10 in den Druckblock 4 hinein erfolgen.

Beim Öffnen des Ventiles verlässt zuerst die Rolle 44 den geraden Nutteil, das Druckstück hebt sich aus dem Druckblock 4 heraus und der Zwangsbahn 11 entsprechend erfolgt nur danach die Drehung des Verschlusskörpers 2. Bei der erfindungsgemässen Verschluss- und Abdichtanordnung hat sich als vorteilhaft gezeigt, dass die Verschluss- und Abdichtelemente wahrend der Verdrehung des Verschlusskörpers mit keinerlei Reibung belästigt sind und damit ihre Lebensdauer beträchtlich verlängert wird, der Verschluss auch nach langerer Betriebszeit dicht bleibt. Die Herstellung wird einfacher und kostensparender, da die feinen Flächenbearbeitungsschritte, die hohen Forderungen an die Flächenqualität entfallen. Der Betrieb wird zuverlässig und Wartung wird kaum benötigt.

Claims

Patentansprϋche

1. Verschluss- und Abdichtanordnung fur Ventile, die mit einem Ventilgehäuse und mit einem zylindrischen, kegel- oder kugelförmigen Verschlusskörper versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem geschlossenen Raum des Ventilgehäuses (1) ein Druckblock (4) aus elastischem Material angeordnet ist, an dem einerseits Verschluss- und Abdichtelemente, anderseits mindestens ein Druckstuck (10) angeschlossen sind, und dass ein den Verschlusskörper (2) verdrehender und auf das Druckstück (10) in Richtung des Druckblockes (4) Druckkraft ausϋbender Mechanismus vorgesehen ist, wobei der Druckblock (4) in geschlossenem Zustand des Ventiles Druckkraft auf die Verschluss- und Abdichtelemente ausübt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Druckblock (4) beinhaltende geschlossene Raum im Inneren des Verschlusskörpers (2) ausgebildet ist, und dass als Verschlusselemente an zwei Seiten des Verschlusskörpers (2) in Durchflussrichtung geradegeführte Versohlussscheiben (3) dem Druckblock (4) angeschlossen sind, wobei in den Versohlussscheiben (3) mindestens je ein umlaufender und einen Dichtungsring (6) als Abdichtelement aufnehmender Nut ausgebildet ist, der Nut auf einem grösseren Durchmesser liegt, als der der Durchflussöffnung, die Druckkraft von dem Druckblock (4) zu dem Dichtungsring (6) durch mindestens zwei Kanäle (7) geleitet ist und die Versohlussscheiben (3) auf der dem Druckblock (4) zugewandten Seite einen kleineren Durchmesser als bei der entgegengesetzten Seite haben.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Verschlusskörper (2) verdrehende und Druckkraft ausubende Mechanismus mit einem mit dem Verschlusskörper (2) und einem ausseren Deckel (14) verbundenen Schwenkstück (9) und einem in dem Deckel (14) verschwenkbar gelagerten, dem Druckstück

(10) angeschlossenen, mit einem den Deckel (14) durchlaufenden Schwenkschaft (13) und einem unter dem Deckel

(14) mit einer Zwangsbahn (11) versehenen Ersatzteil ausgebildet ist, wobei der Zwangsbahn (11) in dem Deckel (14) gelagerte Rollen (15) angeschlossen sind, und dass in einem unteren Deckel (18) des Ventilgehäuses (1) ein mit einer die Verdrehung des Verschlusskörpers (2) bestimmenden, darin ausgebildeten Aussparung zusammenwirkender Anschlag (19) vorgesehen ist.

4. Anordnung nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Zwangsbahn

(11) bestimmte Verdrehungswinkel des Mechanismus grösser als der durch die Aussparung und den Anschlag (19) bestimmte Verdrehungswinkel des Verschlusskörpers (2) ist.

5. Anordnung nach einem der Anspruche 1, 2 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (10) einer Kolbenstange eines Pneumatikzylinders angeschlossen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den elastischen Druckblock (4) beinhaltende geschlossene Raum in dem Ventilgehäuse (1) an beiden Seiten des Verschlusskörpers (2) ua die Durchflussöffnung ringförmig ausgebildet ist, und dass das Verschlusselement als eine mit einem Hülsenteil und einem Flanschenteil versehene Verschlussscheibe (3), das Abdichtelement als ein durch einen in dem Flanschenteil der Verschlussscheibe (3) ausgebildeten Nut aufgenommener Dichtungsring (6) ausgebildet ist, wobei der Druckblock (4) seine Druckkraft auf dem Flanschenteil der Verschlussscheibe (3) und durch zwischen dem Druck block (4) und dem Dichtungsring (6) ausgebildete Kanäle auf den Dichtungsring (6) ausubt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verschlusskörper (2) ein Schwenkstück (9) befestigt oder damit aus einem Stück ausgebildet ist, worauf eine mit einer Zwangsbahn (11) versehene und in einem mit dem Ventilgehäuse (1) verbundenen Deckel (17) verdrehbar gelagerte Steuerhülse (23) durch eine Verriegelungseinrichtung (20) bestimmt verdrehbar aufgesetzt ist, und dass bei jedem Druckblock (4) das Druckstück (10) einerseits mit einer darin gelagertenRolle (15) an der Zwangsbahn (11), anderseits auf dem Druckkörper (8) anliegt, der durch elastische Bolzen beiderseitig abgestützt und mit dem Druckblock (4) verbunden ist.

8. Anordnung nach einem der Anspruche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenteil der Verschlussacheibe (3) jeden geschlossenen ringförmigen Raum im Ventilgehäuse (1) teilweise begrenzt, und dass der Flanschenteil der Verschlussscheibe (3) mit mindestens einer Tellerfeder (22) in Richtung des Druckblockes (4) belastet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Inneren des Verschlusskörpers (2) ausgebildete geschlossene Raum durch Rippen (27, 28) in zwei Teile aufgeteilt ist, worin der in ebenfalls zwei Teile geteilte Druckblock (4) angeordnet ist, und dass ein Schwenkstück (9) mit dem Verschlusskörper (2 (2) verbunden ist, den Teilen des Druckblockes (4) je ein das Verschwenkstück (9) durchlaufendes und darin geführtes Druckstück (10) zugeordnet ist, wobei das Verschlusselement als eine in dem Verschlusskörper (2) ge führte und dem Druckblock (4) anliegende Verschlussscheibe (3) und das Abdichtelement als ein Teil des Druckblockes (4) ausgebildet ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstucke (10) durch je eine in ihnen gelagerte Rolle (35) an einer Exzenterflache (34) eines durch einen auch dem Schwenken des Verschlusskörpers (2) dienenden Arm (32) betätigten Sszenters (33) anliegen.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verdrehende und Druckkraft ausübende Mechanismus mit einem dem Ventilgehäuse (1) angeschlossenen Gehäuse (41) versehen ist, in dem eine mit einem Kopfteil (42) versehene Stange (40) geradegefϋhrt ist, in dem Mantel des Kopfteiles (42) eine Zwangsbahn (11) ausgebildet ist, die mit einer an einem Schwenkstück (9) fest, aber verdrehbar gelagerten Rolle (44) zusaramenwirkt, wobei das Schwenkstück (9) mit dem Verschlusskörper (2) verbunden ist und die Stange (40) an dem Kopfteil (42) mit dem Druckstuck (10), an ihrem anderen Ende mit einer Kolbenstange (39) eines Pneumatik- oder Hydraulikzylinders (38) verbunden ist.