WO2009080329A1 - Ventil - Google Patents

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WO2009080329A1
WO2009080329A1 PCT/EP2008/010963 EP2008010963W WO2009080329A1 WO 2009080329 A1 WO2009080329 A1 WO 2009080329A1 EP 2008010963 W EP2008010963 W EP 2008010963W WO 2009080329 A1 WO2009080329 A1 WO 2009080329A1
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WO
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shaft
housing
sealing
rotary body
spherical
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PCT/EP2008/010963
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Winfried Wetzel
Jochen Weil
James William DAVIDSON
Alain Fouc
James E. VORTKAMP
Original Assignee
Xomox International Gmbh & Co.
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Publication date
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Priority to EP08863643A priority patent/EP2232112B1/de
Priority to BRPI0821719A priority patent/BRPI0821719B1/pt
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Priority to AT08863643T priority patent/ATE519052T1/de
Priority to US12/809,903 priority patent/US8579256B2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K5/0663Packings
    • F16K5/0694Spindle sealings

Definitions

  • the invention relates to a valve with a housing and a rotatably mounted in this, preferably spherical rotary body according to the features specified in the preamble of claim 1.
  • the shaft contains in the area of the housing feedthrough a part with a spherical outer surface, on which a in the Housing arranged sealing element is applied in such a way that the sealing effect is enhanced by the prevailing inside the housing pressure of the flow medium and the so-called external sealing is improved.
  • the rotary body and shaft are integrally formed.
  • the inner surfaces of the housing, which receive the spherical rotary body and the shaft, are provided with a common lining or coating of plastic.
  • the outer surfaces of the rotating body and integrally formed with this shaft are provided with a coating or lining made of plastic.
  • a gland packing is arranged for the purpose of sealing.
  • EP 0 809 059 B1 discloses a valve whose housing is internally provided with a plastic lining and whose rotary body and shaft likewise have a lining or coating made of plastic.
  • the rotary body is mounted floating in the housing by means arranged in the flow direction spaced support rings.
  • the shaft which is provided with said lining or coating at least in the interior of the housing, engages with its inner end in a recess of the rotary body which is formed in a corresponding manner and lined with plastics, in such a way that the rotary body is blocked by the shaft to shut off or release the flow path is rotatable.
  • the present invention seeks to further develop the valve with a small design effort to the effect that the disadvantages are avoided and a long service life and long life is achieved.
  • the valve should be optimized with a view to minimizing, in particular the external leakage rates.
  • the valve should be designed for aggressive media, and / or damage due to corrosive effects of the flow medium and / or external influences, such as humidity of the environment should be avoided. Furthermore, adverse effects on the sealing of the shaft should be avoided.
  • the valve should ensure a functionally reliable and / or optimized sealing especially in high-pressure and / or high-temperature use and / or allow the latter with increased life.
  • the valve according to the invention is characterized by a simple and yet functionally reliable construction, wherein the rotary body and the shaft are firmly connected to each other and in particular formed in one piece.
  • the shaft contains a part with a spherical outer surface, said shaft part being surrounded by a support ring which has a spherical inner surface at least approximately corresponding to the spherical outer surface of the shaft part.
  • the spherical outer surface of the shaft member abuts against the spherical inner surface of the support ring, thereby providing pivotal support about pivot axes centered about the center and / or center of said spherical surface.
  • an annular sealing element is arranged, which preferably has an X-shaped cross-section and / or in the region of said spherical outer surfaces has a preferably annular part or support ring with increased rigidity.
  • the sealing element forms in combination with the support ring and further with the spherical part of the shaft, a bearing of the shaft together with the rotary body about axes which extend at least approximately orthogonal to the common axis of rotation of the rotary body and shaft.
  • the rotary body executes micro-movements substantially in the direction of the housing longitudinal axis, such micro-movements can be on the order of up to several hundred micrometers.
  • the seal in the implementation is achieved with high security and prevents unwanted external leakage.
  • the inner seal of the valve is achieved by means of the seat rings fixed in the housing also and especially in the described micro-movements, in particular pivoting movements.
  • the valve according to the invention thus contains a readjustable and / or self-adjusting shaft seal of the shaft firmly connected to the rotary body and preferably integrally formed.
  • the seat rings by means of which the deflections and / or movements of the rotary body with increasing pressure load advantageously limited and / or reduced, and on the other hand of the particular integrated in the sealing element support ring in the region of the shaft part and its spherical inner surface according to the invention a achieved significantly improved and / or optimized sealing of the shaft passage.
  • the rotary body and the shaft fixedly connected thereto are provided with a common lining made of plastic, in particular fluoroplastics, such as PTFE, FEP, PFA or TFA.
  • the housing including the shaft passage is internally provided with such a plastic lining.
  • the plastic lining of the Let the aforementioned spherical outer surface abut against the spherical inner surface of the support ring. Radially outward, the support ring is advantageously against the lining of the housing in the region of the bushing.
  • the sealing element preferably contains at least one dynamic sealing lip, advantageously two dynamic sealing lips, which rest at least partially against the spherical outer surface of said shaft part or the plastic lining present thereon.
  • the adjacent inner surface of the flexible sealing lip has two arranged at an obtuse angle and preferably substantially conical or spherical partial surfaces, wherein advantageously in the unloaded state in the region of the intersection of the two said partial surfaces, the system takes place on the spherical outer surface and / or the intersection of the Part surface is located within the contact surface.
  • the contact surface is displaced in the direction of the axis of rotation, whereby the contact surface advantageously increases and / or the contact surface in the more rigid and / or stiffened part of the sealing element is displaced, whereby the support of the shaft is advantageously reinforced and / or improved.
  • the preferably V-shaped seat rings contain flexible sealing lips with two, arranged at an obtuse angle and preferably substantially conical or spherical partial surfaces, in particular such that in the unloaded state in the region of their cutting line the support on the Spherical outer surface of the rotary body or its lining is carried out and further displaced under load, the support surface of the sealing lip in a region with increased rigidity such that at elevated loads and / or larger movements of the rotary body is supported on said area.
  • valves with a ball designed as a rotary body or the design as a ball valve
  • the invention also includes valves with other rotating bodies, such as conical chicks or flaps.
  • the particular design of the valve be it as Ball valve, plug valve, flap valve or the like, it is decisive on the solid and preferably one-piece design of shaft and rotary body in combination with the pivoting in the shaft passage around axes which are substantially orthogonal to the axis of rotation.
  • FIG. 1 is an axial section of a valve designed as a ball valve and having a plastic lining, wherein the spherical part of the integrally formed with the rotary shaft shaft is associated with an X-shaped sealing element with integrated support ring,
  • Fig. 3 is a schematic diagram of the shaft including spherical rotary body in the
  • Fig. 5 perspective and partially cut the sealing element with integrated
  • FIG. 7 - 14 partial axial sections and views of other embodiments.
  • the valve embodied as a ball valve comprises a housing, preferably made of metal, with two housing parts 2, 4, which are lined with plastic liners 6, 8 inside.
  • the housing parts 2, 4 are connected together in a connection region 10 in the manner of a flange connection by means of screws 12.
  • the liners 6, 8 delimit the flow channel 14 located inside the housing for a flow medium, and further inside the housing a spherical rotary body 16 is arranged, which contains a through hole 18 and is rotatable about a rotation axis 22 orthogonal to the longitudinal axis 20 of the housing.
  • the flow medium can flow freely through the passage opening 18 and thus the valve.
  • a shaft 24 is fixedly connected, wherein the rotary body 16 and the shaft 24 are preferably formed in one piece.
  • the shaft 24 penetrates a passage 26 of the housing part 4 to the outside, wherein at the outer free end of the shaft 24, a suitable actuating element, such as levers, handwheel or electric rotary drive is coupled, for example, to rotate the rotary body 16 in the desired position.
  • a suitable actuating element such as levers, handwheel or electric rotary drive is coupled, for example, to rotate the rotary body 16 in the desired position.
  • the rotary body 16 and the shaft 24 are surrounded by a common lining 28, wherein this lining is also present within the rotary body 16 in the passage opening 18.
  • the rotary body 16 is supported by means of two spaced apart in the direction of the longitudinal axis 20 to each other and in the lining 6, 8 seat rings 30, 32 such that in the shut-off position of the rotary body 16, the inner seal of the ball valve is ensured.
  • an annular sealing element 34 made of elastomeric and / or elastic material, in particular plastic, with X-shaped cross section is further arranged and fixed by means of a lid 36, which with the housing part 4 by means not shown screws or the like preferred is detachably connected.
  • the linings 6 or 8 of the housing parts 2, 4 extend into the area of the bushing 26, in the housing part 4 up to the cover 36. Furthermore, the linings 6, 8 are each provided with end parts 38, 40 provided by the implementation 26 to approximately the connecting portion 10 and preferably formed conical, wherein the end portions 38, 40 are close to each other and take due to the predetermined and preferably conical overlap, in particular temperature changes safely. Due to the thus given metallic support of the housing parts 2, 4, in an advantageous manner, an additional load or overload and / or an inadmissible deformation of the lining in the Assembly and during operation, in particular by pipe forces, functionally prevented.
  • the metallic housing parts 2, 4 contain centering collars 42, 44 coaxial with the longitudinal axis 20, so that an exact coaxial alignment of the housing parts 2, 4 and a high load-bearing connection are ensured. Due to the close together and / or overlapping end portions 38, 40 of the liners 6, 8, a functionally reliable encapsulation and sealing of the housing interior to the outside is ensured even at high pressure loads and / or temperature changes.
  • the shaft 24 includes in the region of the passage 26 an enlarged portion 46 with a spherical outer surface 48 and the lining 28 of the shaft 24 includes a correspondingly formed spherical outer surface 50.
  • the shaft 24 further has a flange 52, on which the lining 28 ends and is supported ,
  • the lining 28 formed in particular of resistant, high-temperature resistant fluoroplastic with a tendency to cold flow and to expansion under the influence of heat is intercepted reliably by means of the flange 52.
  • the sealing element 34 bears with two sealing lips 54, 56 in the region of the spherical outer surface 50 on the lining 28 sealingly.
  • the cover 36 facing the outer sealing lip 56 is surrounded by an annular space 58, in which an annular body 60 is arranged.
  • the lid 36 includes, for example, designed as screws adjusting 62, which act on the annular body 66 such that the bias or the contact pressure of the outer sealing lip 56 with respect to the liner 28 is adjustable. It is of particular importance that the shaft seal is adjustable and / or self-adjusting.
  • a support ring 64 is provided, which surrounds the shaft part 49 and is integrated in the X-shaped sealing element 34.
  • the support ring 64 is disposed in the region of the radial extension of the shaft 24 and / or between the spherical outer surface 50 of the liner 28 and the inner surface of the liner 8 and is formed as a rinförmiger part of the sealing element 34.
  • the support ring 64 has radially inside a spherical inner surface 78 which is adapted to the spherical outer surface 50 of the liner 28 and / or corresponds with that.
  • the support ring 64 Coaxial with the axis of rotation 22 close in both directions to the integrated support ring 64, the inner and outer sealing lip 54, 56, whose inner surfaces in particular continuously and connect to the inner surface 78 of the support ring 64.
  • the support ring 64 has a significantly greater rigidity than the sealing lips 54, 56 of the sealing element and thus allows According to the invention, a radial support of the shaft 24.
  • the annular portion 64 of the sealing member 34 forms the support ring for the shaft 24 and in combination with the described spherical outer surface 50 of the lining 28 of the shaft 24 can thus perform 24 pivotal movements, as explained in more detail below becomes.
  • the annular part or support ring 64 has the inner surface 78 adapted to the spherical outer surface 50 and / or correspondingly formed therewith.
  • Fig. 2 shows another embodiment similar to that shown in FIG. 1, wherein the above statements apply mutatis mutandis to corresponding components.
  • the cover 36 is sealed with a sealing ring 66 with respect to the housing part 4 from the outside.
  • the sealing ring 66 in particular the penetration of liquid from the outside is prevented and prevents corrosion of the thread of the cover 36 and the threaded connection of the lid 36 with the housing 2 and 4.
  • the ring body 60 contains in a groove a particular elastic ring 68 for loading and biasing the outer sealing lip 56.
  • the inner sealing lip 54 is surrounded by an annular space 72, in which another, in particular elastic ring 70 for biasing and / or additional sealing arranged is.
  • the sealing element 34 bears with two arms 74, 76 on the inner surface of the lining 6, 8.
  • the annular member 64 or support ring is located radially outward on the inner surface of the liner 8 and also radially inward with a spherical inner surface 78 on the correspondingly formed spherical outer surface 50 of the liner 28, whereby a defined and / or functionally reliable support and / or storage of Shaft 24 in the housing or housing part 4 is reached.
  • the support ring 64 may be formed independently of the sealing element in the invention, advantageously directly to such a separate support ring 64 in the direction of Rotary axis 22 inwardly and / or outwardly a separate sealing element, preferably with sealing lips and arms as explained above, can be arranged.
  • the support ring which has a considerably greater rigidity and is nevertheless advantageously elastic in comparison with the sealing lips, forms a bearing of the extended shaft part 46 with the preferably spherical outer surface 48 and / or the surrounding lining 28 with the spherical outer surface 50.
  • the spherical rotary body 16 and the fixed thereto and preferably integrally formed shaft 24 are shown schematically in the shut-off position of the rotary body, wherein for the sake of simplicity, only the lining 28 of the shaft 24 is indicated by dashed lines.
  • the support ring 64 with its spherical inner surface 78 abut directly against the spherical outer surface of the shaft part 46 and support it.
  • the support ring or annular part 64 of the sealing element in the region of the widened part 46 of the shaft 24 bears against the spherical outer surface 50 of the lining, and it should be noted that the spherical inner surface 78 of the support ring 64 corresponds to the spherical outer surface 50 of the lining 28 is trained.
  • the one seat ring 30, which is fixed in the lining of the housing part shown on the left according to FIG. 1, is shown. Due to the pressure or pressure changes P acting on the rotary body 16 from the flow medium in the shut-off position, the rotary body 16 is pressed against the seat ring 30 in an amplified manner. Due to the bearing and / or support of the shaft by means of the support ring 64, the rotary body 16 can execute pivoting movements about a pivot axis 82 according to the dot-dashed lines 80, as indicated by the arrow 84. Due to the spherical configuration of the outer surface 50 of the lining 28 of the shaft 24, the pivot axis 82 is substantially orthogonal to the axis of rotation 22 of the rotary body 16.
  • the pivot axis 82 extends at least approximately through the center and / or the spherical center of the spherical and / or spherical outer surface 50.
  • the support ring 64 according to the invention surrounds the extended shaft portion 46 with a predetermined axial extent, with respect to the rotation axis 22, such that the pivot axis 82 passing through said center extends in the radial direction through the support ring 64.
  • the rotary body 16 is floatingly mounted in the housing, without that the shaft 24 would be designed as a separate and relative movements enabling component.
  • Fig. 4 is shown as a section in an axial plane an embodiment whose housing parts 2, 4 as well as the rotary body 16 and connected to this shaft 24 have no plastic liners.
  • the seat rings 30, 32 are fixed directly in the metallic surfaces or areas of the housing parts 2 and 4 respectively.
  • the widened part 46 of the shaft 24 lies with its spherical outer surface 48 directly on the support ring 64. Furthermore, the inner and outer sealing lips of the sealing element 34 abut directly against the associated metallic outer surfaces of the shaft 24 and / or its widened portion 46.
  • the seat rings 30, 32 By means of the seat rings 30, 32, the micro-movements taking place substantially in the longitudinal direction of the valve housing are limited while maintaining the sealing effect for a long service life.
  • the movements are reduced by means of the seat rings 30, 32 to a minimum, and as a result, the pivotal movements of the one-piece connected to the rotary body 16 shaft 24 shown in FIG. 3 are minimized.
  • the inventive combination of the seat rings with the support of the shaft by means of the preferably integrated in the sealing element support ring 64 a functionally reliable and a long service life resulting sealing the shaft passage is achieved.
  • annular sealing element 34 with the inner sealing lip 54, the outer sealing lip 56 and in the radial direction, based on the axis of rotation of the rotary body, continuous support ring 64 can be clearly seen.
  • a radially extending flange 116 is integrally arranged, which is designed as a sealing membrane between the housing part and the lid connected thereto for further sealing to the outside.
  • the inner sealing lip 54 is provided and designed to dynamically seal the shaft passage and the housing interior, respectively, while the outer sealing lip 56 is arranged and / or formed to the outer seal.
  • FIG. 6 shows schematically the sealing element 34 with the inner and outer sealing lip 54, 56, the integrated annular part or support ring 64 and the inner and outer arms 74, 76.
  • the inner sealing lip 54 and the inner arm 74 have the free ends in the direction of the interior of the valve housing, while the outer sealing lip 56 and the outer arm 76 with the free ends facing outward or in the direction of the housing through passage final cover.
  • the contact surfaces 86, 88 of the sealing lips 54, 56 are basically adapted to the spherical outer surface of the lining of the extended shaft part and preferably at least partially adapted in the region of their free ends the axially outwardly or inwardly to the extended shaft region subsequent substantially cylindrical wave areas.
  • the inner and also the outer sealing lip 54, 56 are with the contact surfaces 86, 88 in particular with a predetermined bias to the outer surfaces of the associated shaft regions or the existing on the shaft lining.
  • a self-adjusting shaft seal is advantageously created.
  • the adjustment of the sealing force or the shaft seal according to the invention is made possible by means of the explained with reference to FIGS. 1, 4 and 14 ring body and / or adjusting the adjustment.
  • the sealing element 34 is formed and assigned to the spherical outer surface of the lining that increases with increasing load by pressure forces the contact area and / or is displaced due to an increased load in the direction of the support ring 64, wherein the sealing effect is increased.
  • a pressure-dependent change and / or increase in the sealing force and / or increase in the contact area is achieved.
  • the cover 36 is screwed by means of a thread 118 into the housing part 4 and rests with a web 120 on the metallic housing 4.
  • the flange or the membrane seal 16 of the sealing element 34 is clamped between the underside of the lid 36 and the housing 4 and also overlaps the outer end of the lining 8, so that a secure seal is achieved.
  • the outer sealing lip 56 of the sealing element 34 is surrounded in the annular space 58 by a resilient ring 122 which presses the outer sealing lip 56 with thus predetermined bias to the lining 28 of the shaft 24.
  • the end portion 38 of the liner 6 and the end portion 40 of the liner 8 are at a predetermined angle to the connecting portion 10, preferably of the order of 30 ° to 40 ° Housing longitudinal axis arranged conically and lie overlapping under prestress close to each other.
  • Housing longitudinal axis arranged conically and lie overlapping under prestress close to each other.
  • FIG. 8 corresponds substantially to the embodiment of FIG. 2, wherein in the annular space 58 of the annular body 60 is provided, in particular for the purpose of defined definition of the resilient ring 68, which biases the outer sealing lip 56. Furthermore, the lower sealing lip 54 is surrounded by a preferably likewise elastic ring 124. This ring 124 is also supported on an annular shoulder 126 of the lining 28 and also on the inner arm 74 of the sealing element 34.
  • the cover 36 is connected to the housing part 4 via the threaded connection 118 as shown in FIG.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 9 and 10 includes a spring element 128 which surrounds the outer sealing lip 56 of the sealing element 34 and which is substantially V-shaped and expediently consists of spring steel.
  • the spring element 128 rests on the one hand on the outer sealing lip 56 and on the other hand on the outer arm 76 of the sealing element 34 under prestress.
  • the spring element 128 is located with a bent connecting part 130 on the annular part or support ring 64, whereby this undergoes an additional stiffening for the purpose of secure support and / or mounting of the shaft 24.
  • the connecting part 130 is designed to be closed over the circumference, while the parts of the spring element that are substantially V-shaped in the direction of the cover 36 are sector-shaped divided into segments 136, 138 by slots 132, 134 in order to achieve the required adaptability and / or movability of the sealing element 34 to allow.
  • FIG. 11 A particular embodiment of the sealing element 34 is shown in FIG. 11 in perspective and FIG. 12 enlarged and partially in section.
  • the sealing element 34 contains an X-shaped or two integrated plastic and / or elastomeric material of the Sealing element 34 surrounded and / or integrated into the plastic and / or the elastomeric material spring elements 128, 140, which in turn are generally V-shaped.
  • the integrated into the outer sealing lip 56 first spring member 128 is substantially coincident, as in the previous embodiment, formed with the annular, circumferentially closed connection part 130.
  • the integrated into the outer arm 76 part is extended to the flange 116 radially outward and is outwardly or according to drawing up free of plastic. Also, the illustrated subdivision into segments 136, 138 is provided.
  • the second spring element 140 is substantially correspondingly formed, but completely integrated into the inner sealing lip 54 and the inner arm 74 and thus protected from attack by the flow medium. Also, the second spring element 140 is substantially V-shaped with a closed over the circumference connecting part 142, whereby a further stiffening of the annular ring formed as a support member 64 is reached. Incidentally, the second spring element 140 is divided into segments. Both the segments 136, 138 of the first spring element 128 and the segments of the second spring element 140 include apertures 144, 146 which are filled by the plastic of the sealing element, whereby a total of a functionally reliable connection of the spring elements 128, 140 with the sealing element 34 and integration into these is ensured.
  • a particular embodiment of the valve according to the invention is shown, wherein in Fig. 13, the passage 26 to the outside final lid 36 is not shown.
  • the integrated into the sealing element 34 support ring 64 abuts with its spherical inner surface 78 on the spherical outer surface 50, as well as the inner sealing lip 54 and the outer sealing lip 56.
  • the inner and outer arms 74, 76 of the X-shaped sealing element and also the support ring 64 are radially on the outside of the lining 8 of the housing part and are thus indirectly supported in the housing part 4.
  • the spring element 128 is arranged in the annular space 58 between the outer sealing lip 56 and the outer arm 76.
  • the spring element 128 includes an annular web 148 facing the cover 36 and a first leg 150, which bears radially on the inside of the outer sealing lip 56, and a second leg 152 which bears against the outer arm 76 and which is preferably closed over the circumference.
  • the web 148 and the first leg 150 include through slots 132 such that there are a number of spring segments 154 distributed around the circumference.
  • the annular spring element 128 is by means of the lid 36 in the annular space 58th set, wherein the spring element 128 radially outwardly has an annular shoulder 156 which is supported on the cover 36.
  • the outer sealing lip 56 is pressed with predetermined spring force to the spherical outer surface 50, wherein the free end of the outer sealing lip 56 is also pressed against the substantially cylindrical portion of the liner 28 and thus indirectly also the shaft 24 with a predetermined bias. Due to the subdivision of the first leg 150 into the spring segments 154, these can be deflected independently of one another and / or depending on the swivel angle and / or exert the pretension of the outer sealing lip 56, as indicated by the double arrow 158.
  • a self-adjusting shaft seal is achieved with the spring element 128, in particular with its first leg 150 and / or said spring segments 154, so that despite wear or wear of the inner surface of the outer sealing lip 56 and / or the lining 28 a permanent and functionally reliable sealing is ensured by means of the sealing element 34.
  • an adjustment of the bias voltage and / or the spring element 128 may be provided within the scope of the invention.
  • adjusting elements are provided in the lid 36, expediently distributed over the circumference, as explained with reference to FIG.
  • the biasing voltage acting on the outer sealing lip 56 by means of the spring element 128 can be changed and, in particular, increased.

Abstract

Ventil, enthaltend ein Gehäuse (2, 4), einen in diesem drehbar angeordneten, vorzugsweise kugelförmigen, Drehkörper (16) mit einer Durchgangsöffnung (18) für ein Strömungsmedium, wobei entsprechend der Drehwinkelstellung des Drehkörpers (16) um eine Drehachse (22) der Strömungsweg abgesperrt oder zumindest teilweise freigegeben ist, zwei im Gehäuse (2, 4) beabstandet angeordnete Sitzringe (30, 32), welche an der vorzugsweise sphärischen Außenfläche des Drehkörpers (16) dichtend anliegen, und ferner enthaltend eine mit dem Drehkörper (16) in Wirkverbindung stehende Welle (24), welche durch eine Durchführung (26) des Gehäuses nach außen geführt ist, wobei einem Teil (46) der Welle (24) eine sphärische Außenfläche zugeordnet ist, an welcher ein Dichtelement (34) zumindest teilweise anliegt. Das Ventil soll mit einem geringen konstruktiven Aufwand dahingehend weitergebildet werden, dass mit hoher Funktionssicherheit Leckraten minimiert und hohe Standzeiten erreicht werden. Hierzu wird vorgeschlagen, dass der Drehkörper (16) und die Welle (24) fest miteinander verbunden oder einteilig ausgebildet sind, dass das Dichtelement (34) im Bereich des genannten Teils (46) der Welle (24) an der sphärischen Außenfläche (48, 50) des Wellenteils (46) zumindest teilweise anliegt und dass der Drehkörper (16) gemeinsam mit der Welle (24) um eine der sphärischen Außenfläche (48, 50) zugeordnete Schwenkachse (82), welche im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse (22) steht, schwenkbar ist.

Description

Ventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem Gehäuse und einem in diesem drehbar angeordneten, vorzugsweise kugelförmigen Drehkörper gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Aus der EP 1 047 894 B1 ist ein derartiges als Kugelhahn ausgebildetes Ventil bekannt, mit dessen kugelförmigem Drehkörper eine separat ausgebildete Welle in Wirkverbindung steht. Der Drehkörper enthält einen Durchgang für ein Strömungsmedium, und das Gehäuse enthält im Inneren zwei in Strömungsrichtung beabstandet angeordnete Sitzringe, welche an der sphärischen Außenfläche des Drehkörpers dichtend anliegen. Die Welle greift mit einem rechteckförmigen Teil in eine korrespondierend ausgebildete Aufnahme des Drehkörpers ein und ist durch eine Durchführung des Gehäuses hindurch nach außen geführt, damit beispielsweise mittels eines Hebels oder dergleichen der Drehkörper in die gewünschte Position zum Absperren oder zumindest teilweise Freigeben des Strömungswegs gedreht werden kann. Aufgrund der zweiteiligen Ausbildung von Drehkörper und Welle wird in der Absperrposition der schwimmend angeordnete Drehkörper aufgrund der Druckdifferenz verstärkt an den stromabwärts angeordneten Stützring gedrückt. Durch die zweiteilige Ausbildung von Drehkörper und Welle sollen durch das Strömungsmedium bzw. durch Druckunterschiede bedingte Bewegungen des Drehkörpers von der Welle fern gehalten werden. Die Welle enthält im Bereich der Gehäusedurchführung einen Teil mit einer sphärischen Außenfläche, an welcher ein im Gehäuse angeordnetes Dichtelement derart anliegt, dass die Dichtwirkung durch den im Gehäuseinneren vorherrschenden Druck des Strömungsmediums verstärkt und die sogenannte externe Abdichtung verbessert wird. Mit der sphärischen Außenfläche des genannten Wellenteils soll erreicht werden, dass die externe Abdichtung infolge von axialen Bewegungen der Welle sowie von außen, beispielsweise mittels des erwähnten Hebels eingeleiteten Schwenkbewegungen, nicht nachteilig beeinflusst wird. Es sei festgehalten, dass aufgrund der zweiteiligen Ausbildung von Drehkörper und Welle auf letztere praktisch keine oder allenfalls vernachlässigbare Schwenkbewegungen ausgeübt werden.
Ferner ist aus der DE 30 23 230 A1 ein gleichfalls als Kugelhahn ausgebildetes Ventil bekannt, dessen Drehkörper und Welle einteilig ausgebildet sind. Die inneren Flächen des Gehäuses, welche den kugelförmigen Drehkörper und die Welle aufnehmen, sind mit einer gemeinsamen Auskleidung oder Beschichtung aus Kunststoff versehen. Auch die Außenflächen des Drehkörpers und der einteilig mit diesem ausgebildeten Welle sind mit einer Beschichtung oder Auskleidung aus Kunststoff versehen. In der Gehäusedurchführung für die Welle ist zwecks Abdichtung eine Stopfbuchsendichtung angeordnet. Durch das Strömungsmedium oder durch Druckunterschiede, insbesondere in der Absperrposition des Drehkörpers, werden aufgrund der einteiligen Ausbildung Kräfte unmittelbar auf die Welle übertragen mit der Folge, dass zwischen der Wellenauskleidung und der Stopfbuchse lokale Belastungsspitzen und recht höhe Flächenpressungen auftreten, welche die Standzeit oder Lebensdauer verkürzen bzw. schon nach vergleichsweise kurzer Gebrauchsdauer zu erhöhten Leckraten führen können.
Weiterhin ist aus der EP 0 809 059 B1 ein Ventil bekannt, dessen Gehäuse innen mit einer Kunststoff-Auskleidung versehen ist und dessen Drehkörper und Welle gleichfalls eine Auskleidung bzw. Beschichtung aus Kunststoff aufweisen. Der Drehkörper ist im Gehäuse schwimmend mittels in Strömungsrichtung beabstandet angeordneten Stützringen gelagert. Die zumindest im Inneren des Gehäuses mit der genannten Auskleidung bzw. Beschichtung versehene Welle greift mit ihrem inneren Ende in eine korresponie- rend ausgebildete und mit Kunststoff ausgekleidete Ausnehmung des Drehkörpers ein und zwar derart, dass über die Welle der Drehkörper zum Absperren oder Freigeben des Strömungsweges drehbar ist. Damit axiale Bewegungen, insbesondere aufgrund von Druckdifferenzen oder Druckschwankungen des Strömungsmediums nicht auf die Welle übertragen werden, ist ein hinreichendes Spiel zwischen der genannten Ausnehmung des schwimmend gelagerten Drehkörpers und dem eingreifenden Wellenende erforderlich. Die Fertigung und Herstellung der genannten Verbindung erfordert einen nicht unerheblichen Aufwand. Ferner sind eine Hysterese und/oder Stellungsunterschiede zwischen der Drehwinkelstellung der Welle und der Drehwinkelstellung des Drehkörpers zu beachten, welche insbesondere bei Ausbildung als Regelventil und/oder in automatisierten Systemen nachteilig sind, in welchen für die Drehung der Welle und letztendlich des Drehkörpers geeignete Antriebe vorgesehen sind. Im Bereich der Wellendurchführung ist eine besondere doppelte Abdichtung vorgesehen, welche ein nicht unerhebliches Bauvolumen sowie einen entsprechend hohen Fertigungs- und Montageaufwand erfordert.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Ventil mit einem geringen konstruktiven Aufwand dahingehend weiter zu bilden, dass die aufgezeigten Nachteile vermieden werden und eine hohe Standzeit bzw. lange Lebensdauer erreicht wird. Ferner soll das Ventil im Hinblick auf eine Minimierung, vor allem der externen Leckraten optimiert werden. Das Ventil soll für aggressive Medien ausgelegt sein, und/oder Schäden infolge von korrosiven Wirkungen des Strömungsmediums und/oder externer Einflüsse, wie Feuchtigkeit der Umgebung, sollen vermieden werden. Des Weiteren sollen nachteilige Einflüsse auf die Abdichtung der Welle vermieden werden. Auch soll das Ventil speziell in Hochdruck- und/oder Hochtemperatureinsatz eine funktionssichere und/oder optimierte Abdichtung gewährleisten und/oder letztere mit erhöhter Standzeit ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Ventil zeichnet sich durch eine einfache und gleichwohl funktionssichere Konstruktion aus, wobei der Drehkörper und die Welle fest miteinander verbunden und insbesondere einteilig ausgebildet sind. Die Welle enthält im Bereich der Durchführung einen Teil mit einer sphärischen Außenfläche, wobei der genannte Wellenteil von einem Stützring umgeben ist, welcher eine mit der sphärischen Außenfläche des Wellenteils zumindest näherungsweise korrespondierende sphärische Innenfläche aufweist. Die sphärische Außenfläche des Wellenteils liegt an der sphärischen Innenfläche des Stützrings an, wodurch eine Schwenklagerung um Schwenkachsen geschaffen ist, deren Zentrum durch den Mittelpunkt und/oder das Zentrum der genannten sphäri- schen Flächen vorgegeben ist und/oder zumindest näherungsweise auf der gemeinsamen Drehachse der Welle und des Drehkörpers liegt. Ferner ist im Ringspalt der Durchführung zwischen der Welle und dem Gehäuse ein ringförmiges Dichtelement angeordnet, welches in bevorzugter Weise einen X-förmigen Querschnitt aufweist und/oder im Bereich der genannten sphärischen Außenflächen einen bevorzugt ringförmigen Teil oder Stützring mit erhöhter Steifigkeit aufweist. Somit bildet das Dichtelement in Kombination mit dem Stützring und ferner mit dem sphärischen Teil der Welle eine Lagerung der Welle zusammen mit dem Drehkörper um Achsen, welche zumindest näherungsweise orthogonal zur gemeinsamen Drehachse von Drehkörper und Welle verlaufen. Erfindungsgemäß ist trotz fester Verbindung der Welle mit dem Drehkörper dieser schwimmend im Gehäuse gelagert, wobei gleichwohl eine sichere externe Abdichtung erfolgt. Es sei festgehalten, dass aufgrund von Druckänderungen oder Differenzdrücken, insbesondere in der Absperrposition, der Drehkörper Mikrobewegungen im Wesentlichen in Richtung der Gehäuselängsachse ausführt, wobei derartige Mikrobewegungen in der Größenordnung bis zu einigen hundert Mikrometern betragen können. Aufgrund der sphärischen Ausbildung der Welle und korrespondierend hierzu des Stützrings, der insbesondere in das Dichtelement integriert ist, wird mit hoher Sicherheit die Abdichtung in der Durchführung erreicht und eine unerwünschte externe Leckage unterbunden. Die innere Abdichtung des Ventils wird mittels der im Gehäuse festgelegten Sitzringe auch und gerade bei den erläuterten Mikrobewegungen, insbesondere Schwenkbewegungen, erreicht. Das erfindungsgemäße Ventil enthält somit eine nachstellbare und/oder selbstnachstellende Wellenabdichtung der mit dem Drehkörper fest verbundenen und bevorzugt einstückig ausgebildeten Welle. Durch die Kombination einerseits der Sitzringe, mittels welchen die Auslenkungen und/oder Bewegungen des Drehkörpers mit zunehmender Druckbelastung in vorteilhafter Weise begrenzt und/oder reduziert werden, und andererseits des insbesondere in das Dichtelement integrierten Stützringes im Bereich des Wellenteils und dessen sphärischer Innenfläche wird erfindungsgemäß eine erheblich verbesserte und/oder optimierte Abdichtung der Wellendurchführung erreicht.
In einer bevorzugten Weiterbildung sind der Drehkörper und die mit diesem fest verbundene Welle mit einer gemeinsamen Auskleidung aus Kunststoff, insbesondere Fluorkunststoffe, wie PTFE, FEP, PFA oder TFA aufweisen. Ferner ist das Gehäuse einschließlich der Wellendurchführung innen mit einer derartigen Kunststoffauskleidung versehen. Hierbei weist im Bereich der Durchführung die Kunststoffauskleidung der WeIIe die vorgenannte sphärische Außenfläche auf, welche an der sphärischen Innenfläche des Stützrings anliegt. Radial außen liegt der Stützring in vorteilhafter Weise an der Auskleidung des Gehäuses im Bereich der Durchführung an. Somit gelten die oben erläuterten Wirkungszusammenhänge auch für Ventile, deren Gehäuse ebenso wie die Welle samt Drehkörper Kunststoffauskleidungen aufweisen.
Das Dichtelement enthält in bevorzugter Weise wenigstens eine dynamische Dichtlippe, vorteilhaft zwei dynamische Dichtlippen, welche zumindest teilweise an der sphärischen Außenfläche des genannten Wellenteils oder der an diesem vorhandenen Kunststoffauskleidung anliegen. Insbesondere weist die anliegende Innenfläche der flexiblen Dichtlippe zwei unter einem stumpfen Winkel angeordnete und bevorzugt im Wesentlichen konische oder sphärische Teilflächen auf, wobei vorteilhaft im unbelasteten Zustand im Bereich der Schnittlinie der beiden genannten Teilflächen die Anlage an der sphärischen Außenfläche erfolgt und/oder die Schnittlinie der Teilfläche sich innerhalb der Anlagefläche befindet. Bei zunehmender Belastung und/oder infolge der genannten Mikrobewe- gungen des Drehkörpers und der hierbei erfolgenden Schwenkung der Welle erfolgt eine Verlagerung der Anlagefläche in Richtung der Drehachse, wobei die Anlagefläche sich in vorteilhafter Weise vergrößert und/oder die Anlagefläche in den steiferen und/oder ausgesteiften Teil des Dichtelements verlagert wird, wodurch in vorteilhafter Weise die Abstützung der Welle verstärkt und/oder verbessert wird. Des Weiteren enthalten im Rahmen der Erfindung die bevorzugt V-förmig ausgebildeten Sitzringe flexible Dichtlippen mit zwei, unter einem stumpfen Winkel angeordneten und bevorzugt im Wesentlichen konischen oder sphärischen Teilflächen, und zwar insbesondere derart, dass im unbelasteten Zustand im Bereich deren Schnittlinie die Auflage auf der sphärischen Außenfläche des Drehkörpers oder dessen Auskleidung erfolgt und ferner bei Belastung die Auflagefläche der Dichtlippe in einen Bereich mit erhöhter Steifigkeit derart verlagert, dass bei erhöhten Belastungen und/oder größeren Bewegungen der Drehkörper auf dem genannten Bereich abgestützt wird.
Besondere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und in den Unteransprüchen angegeben. Die Ausführungsbeispiele betreffen Ventile mit einem als Kugel ausgebildeten Drehkörper bzw. die Ausbildung als Kugelhahn, doch sei ausdrücklich festgehalten, dass die Erfindung darüber hinaus Ventile mit anderen Drehkörpern, wie konische Küken oder Klappen, umfasst. Unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltung des Ventils, sei es als Kugelhahn, Kükenhahn, Klappenventil oder dergleichen, kommt es maßgebend auf die feste und bevorzugt einstückige Ausbildung von Welle und Drehkörper an in Kombination mit der Schwenkbarkeit im Bereich der Wellendurchführung um Achsen, welche zur Drehachse im Wesentlichen orthogonal verlaufen.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten besonderen Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen in schematischen Darstellungen:
Fig. 1 einen axialen Schnitt eines als Kugelhahn ausgebildeten und eine Kunststoffauskleidung aufweisenden Ventils, wobei dem sphärischen Teil der einteilig mit dem Drehkörper ausgebildeten Welle ein X-förmiges Dichtelement mit integriertem Stützring zugeordnet ist,
Fig. 2 einen axialen Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Kugelhahns,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung der Welle samt kugelförmigem Drehkörper in der
Absperrposition,
Fig. 4 einen axialen Schnitt eines Ausführungsbeispiels des Ventils ohne Kunststoffauskleidung,
Fig. 5 perspektivisch und teilweise geschnitten das Dichtelement mit integriertem
Stützring,
Fig. 6 teilweise und geschnitten das Dichtelement gemäß Fig. 5,
Fig. 7 - 14 teilweise axiale Schnitte und Ansichten weiterer Ausführungsbeispiele.
Gemäß Fig. 1 enthält das als Kugelhahn ausgebildete Ventil ein bevorzugt aus Metall bestehendes Gehäuse mit zwei Gehäuseteilen 2, 4, welche innen mit Kunststoff-Auskleidungen 6, 8 ausgekleidet sind. Die Gehäuseteile 2, 4 sind in einem Verbindungsbereich 10 nach Art einer Flanschverbindung mittels Schrauben 12 miteinander verbun- den. Die Auskleidungen 6, 8 begrenzen den im Inneren des Gehäuses befindlichen Strömungskanal 14 für ein Strömungsmedium, und ferner ist im Inneren des Gehäuses ein kugelförmiger Drehkörper 16 angeordnet, welcher eine Durchgangsöffnung 18 enthält und um eine zur Längsachse 20 des Gehäuses orthogonale Drehachse 22 drehbar ist. In der dargestellten Offenposition kann das Strömungsmedium frei durch die Durchgangsöffnung 18 und somit das Ventil strömen. Nach einer Drehung des Drehkörpers 16 um 90° bezogen auf die Drehachse 22 nimmt der Drehkörper 16 zum Absperren des Strömungswegs seine Absperrposition ein.
Mit dem Drehkörper 16 ist eine Welle 24 fest verbunden, wobei der Drehkörper 16 und die Welle 24 bevorzugt einteilig ausgebildet sind. Die Welle 24 durchdringt eine Durchführung 26 des Gehäuseteils 4 nach außen, wobei an dem außen liegenden freien Ende der Welle 24 ein geeignetes Betätigungselement, wie Hebel, Handrad oder beispielsweise elektrischer Drehantrieb ankoppelbar ist, um den Drehkörper 16 in die gewünschte Position zu drehen. Der Drehkörper 16 und die Welle 24 sind mit einer gemeinsamen Auskleidung bzw. Umhüllung 28 umgeben, wobei auch innerhalb des Drehkörpers 16 in der Durchgangsöffnung 18 diese Auskleidung vorhanden ist. Der Drehkörper 16 ist mittels zwei in Richtung der Längsachse 20 beabstandet zueinander und in den Auskleidung 6, 8 festgelegten Sitzringen 30, 32 derart abgestützt, dass in der Absperrposition des Drehkörpers 16 die innere Abdichtung des Kugelhahns sicher gestellt ist. Im Bereich der Durchführung 26 ist ferner ein ringförmiges Dichtelement 34 aus elastome- rem und/oder elastischem Material, insbesondere Kunststoff, mit X-förmigem Querschnitt angeordnet und mittels eines Deckels 36 festgelegt, welcher mit dem Gehäuseteil 4 mittels hier nicht dargestellten Schrauben oder dergleichen bevorzugt lösbar verbunden ist.
Es ist von besonderer Bedeutung, dass die Auskleidungen 6 bzw. 8 der Gehäuseteile 2, 4 bis in den Bereich der Durchführung 26 reichen, und zwar im Gehäuseteil 4 bis zum Deckel 36. Weiterhin sind die Auskleidungen 6, 8 jeweils mit Endteilen 38, 40 von der Durchführung 26 bis näherungsweise dem Verbindungsbereich 10 versehen und bevorzugt konisch ausgebildet, wobei die Endteile 38, 40 dicht aneinander liegen und aufgrund der vorgegebenen und bevorzugt konischen Überlappung insbesondere Temperaturänderungen sicher aufnehmen. Aufgrund der somit vorgegebenen metallischen Auflage der Gehäuseteile 2, 4, werden in bevorzugter Weise eine zusätzliche Belastung oder Überlastung und/oder eine unzulässige Verformung der Auskleidung bei der Montage und während des Betriebs, insbesondere durch Rohrkräfte, funktionssicher verhindert. Im Verbindungsbereich 10 enthalten die metallischen Gehäuseteile 2, 4 Zentrierbunde 42, 44 koaxial zur Längsachse 20, so dass eine exakte koaxiale Ausrichtung der Gehäuseteile 2, 4 sowie eine auch hohen Belastungen standhaltende Verbindung sicher gestellt sind. Aufgrund der dicht aneinander liegenden und/oder überlappenden Endteile 38, 40 der Auskleidungen 6, 8 wird auch bei hohen Druckbelastungen und/oder bei Temperaturänderungen eine funktionssichere Kapselung und Abdichtung des Gehäuseinneren nach außen sicher gestellt.
Die Welle 24 enthält im Bereich der Durchführung 26 einen erweiterten Teil 46 mit sphärischer Außenfläche 48 und die Auskleidung 28 der Welle 24 enthält eine korrespondierend ausgebildete sphärische Außenfläche 50. Die Welle 24 besitzt ferner einen Flansch 52, an welchem die Auskleidung 28 endet und abgestützt ist. Die insbesondere aus widerstandsfähigem, hochtemperaturfestem Fluorkunststoff gebildete Auskleidung 28 mit Neigung zum Kaltfluss sowie zur Ausdehnung unter Wärmeeinfluss ist mittels des Flansches 52 funktionssicher abgefangen. Das Dichtelement 34 liegt mit zwei Dichtlippen 54, 56 im Bereich der sphärischen Außenfläche 50 an der Auskleidung 28 dichtend an. Die dem Deckel 36 zugewandte äußere Dichtlippe 56 ist von einem Ringraum 58 umgeben, in welchem ein Ringkörper 60 angeordnet ist. Der Deckel 36 enthält beispielsweise als Schrauben ausgebildete Verstellelemente 62, die auf den Ringkörper 66 derart einwirken, dass die Vorspannung bzw. der Anpressdruck der äußeren Dichtlippe 56 bezüglich der Auskleidung 28 einstellbar ist. Es ist von besonderer Bedeutung, dass die Wellenabdichtung nachstellbar und/oder selbstnachstellend ausgebildet ist.
Ferner ist ein Stützring 64 vorgesehen, welcher den Wellenteil 49 umgibt und in das X- förmig ausgebildete Dichtelement 34 integriert ist. Der Stützring 64 ist im Bereich der radialen Erweiterung der Welle 24 und/oder zwischen der sphärischen Außenfläche 50 der Auskleidung 28 und der Innenfläche der Auskleidung 8 angeordnet und ist als rinförmiger Teil des Dichtelements 34 ausgebildet. Der Stützring 64 weist radial innen eine sphärische Innenfläche 78 auf, welche an die sphärische Außenfläche 50 der Auskleidung 28 angepaßt ist und/oder mit jener korrespondiert. Koaxial zur Drehachse 22 schließen in beiden Richtungen an den integrierten Stützring 64 die innere bzw. äußere Dichtlippe 54, 56 an, deren Innenflächen insbesondere kontinuierlich and die Innenfläche 78 des Stützrings 64 anschließen. Der Stützring 64 weist eine erheblich größere Steifigkeit auf als die Dichtlippen 54, 56 des Dichtelements und ermöglicht somit erfindungsgemäß eine radiale Abstützung der Welle 24. Der ringförmige Teil 64 des Dichtelements 34 bildet den Stützring für die Welle 24 und in Kombination mit der erläuterten sphärischen Außenfläche 50 der Auskleidung 28 der Welle 24 kann somit die Welle 24 Schwenkbewegungen durchführen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird. Es sei festgehalten, dass der ringförmige Teil bzw. Stützring 64 die an die sphärische Außenfläche 50 angepasste und/oder mit dieser korrespondierend ausgebildete Innenfläche 78 aufweist.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ähnlich dem gemäß Fig. 1 , wobei für übereinstimmende Bauteile obige Ausführungen entsprechend gelten. Der Deckel 36 ist mit einem Dichtring 66 bezüglich dem Gehäuseteil 4 von außen abgedichtet. Mittels des Dichtrings 66 wird insbesondere das Eindringen von Flüssigkeit von außen verhindert und eine Korrosion des Gewindes des Deckels 36 bzw. der Gewindeverbindung des Deckels 36 mit dem Gehäuse 2 und 4 verhindert. Der Ringkörper 60 enthält in einer Nut einen insbesondere elastischen Ring 68 zur Beaufschlagung und Vorspannung der äußeren Dichtlippe 56. Ferner ist die innere Dichtlippe 54 von einem Ringraum 72 umgeben, in welchem ein weiterer, insbesondere elastischer Ring 70 zur Vorspannung und/oder zusätzlichen Abdichtung angeordnet ist. Wie ersichtlich, liegt das Dichtelement 34 mit zwei Armen 74, 76 an der Innenfläche der Auskleidung 6, 8 an. Auch der ringförmige Teil 64 oder Stützring liegt radial außen an der Innenfläche der Auskleidung 8 an und ferner radial innen mit einer sphärischen Innenfläche 78 an der korrespondierend ausgebildeten sphärischen Außenfläche 50 der Auskleidung 28, wodurch eine definierte und/oder funktionssichere Abstützung und/oder Lagerung der Welle 24 im Gehäuse bzw. Gehäuseteil 4 erreicht ist.
Obgleich die integrale Ausbildung des ringförmigen Teils oder Stützrings 64 mit dem Dichtelement 34 sich als besonders zweckmäßig erwiesen hat, kann der Stützring 64 im Rahmen der Erfindung auch unabhängig vom Dichtelement ausgebildet sein, wobei in vorteilhafter Weise unmittelbar an einen solchen separaten Stützring 64 in Richtung der Drehachse 22 nach innen und/oder außen jeweils ein separates Dichtelement, bevorzugt mit Dichtlippen und Armen wie vorstehend erläutert, angeordnet sein kann. Der im Vergleich mit den Dichtlippen eine erheblich größere Steifigkeit aufweisende und in bevorzugter Weise gleichwohl elastische Stützring bildet erfindungsgemäß eine Lagerung des erweiterten Wellenteils 46 mit der bevorzugt sphärischen Außenfläche 48 und/oder der umgebenden Auskleidung 28 mit der sphärischen Außenfläche 50. In Fig. 3 sind schematisch der kugelförmige Drehkörper 16 und die mit diesem fest verbundene und bevorzugt einteilig ausgebildete Welle 24 in der Absperrposition des Drehkörpers dargestellt, wobei der Einfachheit halber lediglich die Auskleidung 28 der Welle 24 mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Alternativ kann der Stützring 64 mit seiner sphärischen Innenfläche 78 unmittelbar an der sphärischen Außenfläche des Wellenteils 46 anliegen und diesen abstützen. Der Stützring bzw. der ringförmige Teil 64 des Dichtelements im Bereich des erweiterten Teils 46 der Welle 24 liegt an der sphärischen Außenfläche 50 der Auskleidung an, und es sei festgehalten, dass die sphärische Innenfläche 78 des Stützrings 64 korrespondierend zur sphärischen Außenfläche 50 der Auskleidung 28 ausgebildet ist. Weiterhin ist der eine Sitzring 30, welcher in der Auskleidung des gemäß Fig. 1 links dargestellten Gehäuseteils festgelegt ist, dargestellt. Aufgrund des vom Strömungsmedium auf den Drehkörper 16 in der Absperrposition einwirkenden Drucks oder Druckänderungen P wird der Drehkörper 16 verstärkt gegen den Sitzring 30 gedrückt. Aufgrund der Lagerung und/oder Abstützung der Welle mittels des Stützrings 64 kann der Drehkörper 16 gemäß den strichpunktierten Linien 80 Schwenkbewegungen um eine Schwenkachse 82 ausführen, wie mit dem Pfeil 84 angedeutet. Aufgrund der sphärischen Ausbildung der Außenfläche 50 der Auskleidung 28 der Welle 24 verläuft die Schwenkachse 82 im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse 22 des Drehkörpers 16. Die Schwenkachse 82 verläuft zumindest näherungsweise durch das Zentrum und/oder den Kugelmittelpunkt der sphärischen und/oder kugelförmigen Außenfläche 50. Ferner umgibt der Stützring 64 erfindungsgemäß den erweiterten Wellenbereich 46 mit einer vorgegebenen axialen Erstreckung, bezogen auf die Drehachse 22, derart, dass die durch das genannte Zentrum verlaufende Schwenkachse 82, in radialer Richtung durch den Stützring 64 verläuft. Somit ist erfindungsgemäß der Drehkörper 16 schwimmend im Gehäuse gelagert, ohne dass hierzu die Welle 24 als separates und Relativbewegungen ermöglichendes Bauteil ausgebildet wäre.
In Fig. 4 ist als Schnitt in einer Axialebene ein Ausführungsbeispiel dargestellt, dessen Gehäuseteile 2, 4 ebenso wie der Drehkörper 16 und die mit diesem verbundene Welle 24 keine Kunststoff-Auskleidungen aufweisen. Die Sitzringe 30, 32 sind unmittelbar in den metallischen Flächen oder Bereichen der Gehäuseteile 2 bzw. 4 festgelegt. Der erweiterte Teil 46 der Welle 24 liegt mit seiner sphärischen Außenfläche 48 unmittelbar am Stützring 64 an. Ferner liegen die innere und die äußere Dichtlippen des Dichtelements 34 unmittelbar an den zugeordneten metallischen Außenflächen der Welle 24 und/oder deren erweitertem Teil 46 an. Mittels des Ringkörpers 60 wird die äußere Dichtlippe des Dichtelements 34 unter einstellbarer Vorspannung an die Außenfläche der Welle 74 gedrückt, wobei bedarfsweise eine Nachstellung der Dichtkraft mit im Deckel 36 angeordneten Verstellelementen 62 ermöglicht wird, welche beispielsweise als Schrauben ausgebildet sind. Im Übrigen gelten die vorangegangenen Ausführungen zu den mit Auskleidungen versehenen Ausführungsbeispielen der Ventile analog für das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel des Ventils ohne Auskleidungen.
Mittels der Sitzringe 30, 32 werden die im Wesentlichen in Längsrichtung des Ventilgehäuses erfolgenden Mikrobewegungen begrenzt unter Beibehaltung der Dichtwirkung für eine lange Lebensdauer. Die Bewegungen werden mittels der Sitzringe 30, 32 auf ein Minimum reduziert, und infolgedessen sind die in Fig. 3 stark vergrößert dargestellten Schwenkbewegungen der einteilig mit dem Drehkörper 16 verbundenen Welle 24 minimiert. Durch die erfindungsgemäße Kombination der Sitzringe mit der Abstützung der Welle mittels des bevorzugt in das Dichtelement integrierten Stützrings 64 wird eine funktionssichere und eine hohe Standzeit ergebende Abdichtung der Wellendurchführung erreicht. Durch die erfindungsgemäße Kombination einerseits der Sitzringe 30, 32, mit welchen die Auslenkung und/oder Bewegungen des Drehkörpers 16 mit zunehmender Druckbelastung begrenzt und/oder reduziert werden, und andererseits des Stützringes 64 im Bereich der Wellendurchführung werden erfindungsgemäß eine erheblich verbesserte und/oder optimierte Abdichtung und/oder lange Lebensdauer der Wellendurchführung vorgegeben, bei gleichzeitig schwimmender Anordnung des Drehkörpers 16 im Ventilgehäuse 2, 4 und fester Verbindung mit der Welle 24.
In der perspektivischen und teilweise geschnittenen Darstellung der Fig. 5 ist das ringförmige Dichtelement 34 mit der inneren Dichtlippe 54, der äußeren Dichtlippe 56 sowie dem in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse des Drehkörpers, durchgehenden Stützring 64 gut zu erkennen. Am Ende des äußeren Arms 76 ist ein sich radial erstreckender Flansch 116 integral angeordnet, welcher als Dichtmembrane zwischen dem Gehäuseteil und dem mit diesem verbundenen Deckel zur weiteren Abdichtung nach außen ausgebildet ist. Es sei festgehalten, dass die innere Dichtlippe 54 zur dynamischen Abdichtung der Wellendurchführung bzw. dem Gehäuseinneren vorgesehen und ausgebildet ist, während die äußere Dichtlippe 56 zur äußeren Abdichtung angeordnet und/oder ausgebildet ist. Mit den beiden dynamischen Dichtlippen 54 und 56 wird somit eine funktionssichere und/oder selbstnachstellende Abdichtung der Welle im Bereich der Wellendurchführung erreicht. Fig. 6 zeigt schematisch das Dichtelement 34 mit der inneren und äußeren Dichtlippe 54, 56, dem integrierten ringförmigen Teil bzw. Stützring 64 sowie dem inneren und äußeren Arm 74, 76. Die innere Dichtlippe 54 und der innere Arm 74 weisen mit den freien Enden in Richtung des Innenraums des Ventilsgehäuses, während die äußere Dichtlippe 56 und der äußere Arm 76 mit den freien Enden nach außen bzw. in Richtung des die Gehäusedurchführung abschließenden Deckels weisen. Die Anlageflächen 86, 88 der Dichtlippen 54, 56 sind grundsätzlich an die sphärische Außenfläche des Auskleidung des erweiterten Wellenteils angepasst und bevorzugt im Bereich ihrer freien Enden zumindest teilweise den axial nach außen bzw. nach innen an den erweiterten Wellenbereich anschließenden im Wesentlichen zylindrischen Wellenbereichen angepaßt. Die innere und ebenso die äußere Dichtlippe 54, 56 liegen mit den Anlageflächen 86, 88 insbesondere mit vorgegebener Vorspannung an den Außenflächen der zugeordneten Wellenbereiche bzw. der auf der Welle vorhandenen Auskleidung an. Insbesondere mittels der anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele erläuterten federelastischen Ringe oder Federelemente ist in vorteilhafter Weise eine selbstnachstellende Wellenabdichtung geschaffen. Zusätzlich oder alternativ wird mittels des anhand von Fig. 1 , 4 und 14 erläuterten Ringkörpers und/oder der Verstellelemente die Nachstellung der Dichtkraft bzw. der Wellenabdichtung erfindungsgemäß ermöglicht. Das Dichtelement 34 ist derart ausgebildet und der sphärischen Außenfläche der Auskleidung zugeordnet, dass bei zunehmender Belastung durch Druckkräfte der Anlagebereich vergrößert und/oder infolge einer erhöhten Belastung in Richtung zum Stützring 64 verschoben wird, wobei die Dichtwirkung erhöht wird. Somit wird in bevorzugter Weise eine druckabhängige Veränderung und/oder Erhöhung der Dichtkraft und/oder Vergrößerung des Anlagebereichs erreicht.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist der Deckel 36 mittels eines Gewindes 118 in das Gehäuseteil 4 eingeschraubt und liegt mit einem Steg 120 auf dem metallischen Gehäuse 4 auf. Der Flansch bzw. die Membrandichtung 16 des Dichtelements 34 ist zwischen der Unterseite des Deckels 36 und dem Gehäuse 4 eingespannt und übergreift auch das äußere Ende der Auskleidung 8, so dass eine sichere Abdichtung erreicht ist. Die äußere Dichtlippe 56 des Dichtelements 34 ist im Ringraum 58 von einem federelastischen Ring 122 umgeben, welcher die äußere Dichtlippe 56 mit somit vorgegebener Vorspannung an die Auskleidung 28 der Welle 24 drückt. Das Endteil 38 der Auskleidung 6 und das Endteil 40 der Auskleidung 8 sind zum Verbindungsbereich 10 hin unter einem vorgegebenen Winkel, bevorzugt in der Größenordnung von 30° bis 40° zur Gehäuselängsachse konisch angeordnet und liegen überlappend unter Vorspannung dicht aneinander an. Somit wird auch bei hohem Druck im Inneren des Gehäuses und/oder bei hohen Temperaturen und Temperaturänderungen eine funktionssichere Abdichtung erreicht. Bei Temperaturerhöhung wird das innere Endteil 38 verstärkt gegen das äußere Endteil 40 gedrückt, während bei abnehmender Temperatur das äußere Endteil 40 gegen das innere Endteil 38 gedrückt wird. Der Zentrierbund 42 des Gehäuseteils 2 liegt passgenau am Zentrierbund 44 des Gehäuseteils 4 an, wobei ferner im Verbindungsbereich 10 in einer Radialebene, bezogen auf die Gehäuselängsachse, die metallischen Gehäuseteile 2,4 unmittelbar aneinander liegen.
Das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, wobei im Ringraum 58 der Ringkörper 60 vorgesehen ist, insbesondere zwecks definierter Festlegung des federelastischen Rings 68, welcher die äußere Dichtlippe 56 vorspannt. Ferner ist die untere Dichtlippe 54 von einem bevorzugt ebenfalls federelastischen Ring 124 umgeben. Dieser Ring 124 ist zudem auf einer Ringschulter 126 der Auskleidung 28 abgestützt und ferner am inneren Arm 74 des Dichtelements 34. Der Deckel 36 ist entsprechend Fig. 7 mit dem Gehäuseteil 4 über die Gewindeverbindung 118 verbunden.
Das in Fig. 9 und 10 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält ein die äußere Dichtlippe 56 des Dichtelements 34 umgebendes Federelement 128, welches im Wesentlichen V- förmig ausgebildet ist und zweckmäßig aus Federstahl besteht. Das Federelement 128 liegt einerseits an der äußeren Dichtlippe 56 und andererseits am äußeren Arm 76 des Dichtelements 34 unter Vorspannung an. Des Weiteren liegt das Federelement 128 mit einem gebogenen Verbindungsteil 130 am ringförmigen Teil bzw. Stützring 64, wodurch dieser eine zusätzliche Aussteifung zwecks sicherer Abstützung und/oder Lagerung der Welle 24 erfährt. Der Verbindungsteil 130 ist über den Umfang geschlossen ausgebildet, während die in Richtung zum Deckel 36 im Wesentlichen V-förmig angeordneten Teile des Federelements sektorförmig durch Schlitze 132, 134 in Segmente 136, 138 unterteilt sind, um die erforderliche Anpaßbarkeit und/oder Bewegbarkeit des Dichtelements 34 zu ermöglichen.
Ein besonderes Ausführungsbeispiel des Dichtelements 34 zeigt Fig. 11 perspektivisch und Fig. 12 vergrößert und teilweise geschnitten. Das Dichtelement 34 enthält ein X- förmiges oder zwei integrierte vom Kunststoff und/oder elastomeren Material des Dichtelements 34 umgebene und/oder in den Kunststoff und/oder das elastomere Material integrierte Federelemente 128, 140, welche wiederum grundsätzlich V-förmig ausgebildet sind. Das in die äußere Dichtlippe 56 integrierte erste Federelement 128 ist im Wesentlichen übereinstimmend, wie in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel, ausgebildet mit dem ringförmigen, über den Umfang geschlossenen Verbindungsteil 130. Der in den äußeren Arm 76 integrierte Teil ist bis zum Flansch 116 radial nach außen verlängert und ist nach außen bzw. gemäß Zeichnung nach oben frei von Kunststoff. Auch ist die erläuterte Unterteilung in Segmente 136, 138 vorgesehen. Das zweite Federelement 140 ist im Wesentlichen korrespondierend ausgebildet, aber vollständig in die innere Dichtlippe 54 und den inneren Arm 74 integriert und folglich von einem Angriff durch das Strömungsmedium geschützt. Auch das zweite Federelement 140 ist im Wesentlichen V-förmig ausgebildet mit einem über den Umfang geschlossenen Verbindungsteil 142, wodurch eine weitere Aussteifung des als Stützring ausgebildeten ringförmigen Teils 64 erreicht ist. Im Übrigen ist auch das zweite Federelement 140 in Segmente unterteilt. Sowohl die Segmente 136, 138 des ersten Federelements 128 als auch die Segmente des zweiten Federelements 140 enthalten Durchbrechungen 144, 146, welche vom Kunststoff des Dichtelements ausgefüllt sind, wodurch insgesamt eine funktionssichere Verbindung der Federelemente 128, 140 mit dem Dichtelement 34 und Integration in diese sichergestellt ist.
In Fig. 13 und 14 ist eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils dargestellt, wobei in Fig. 13 der die Durchführung 26 nach außen abschließenden Deckel 36 nicht dargestellt ist. Der in das Dichtelement 34 integrierte Stützring 64 liegt mit seiner sphärischen Innenfläche 78 an der sphärischen Außenfläche 50 an, ebenso wie die innere Dichtlippe 54 und die äußere Dichtlippe 56. Die inneren und die äußeren Arme 74, 76 des X-förmigen Dichtelements und ferner auch der Stützring 64 liegen radial außen an der Auskleidung 8 des Gehäuseteils an und sind somit mittelbar im Gehäuseteil 4 abgestützt. Im Ringraum 58 zwischen der äußeren Dichtlippe 56 und dem äußeren Arm 76 ist das Federelement 128 angeordnet. Das Federelement 128 enthält einen dem Deckel 36 zugewandten ringförmigen Steg 148 und einen radial innen an der äußeren Dichtlippe 56 anliegenden ersten Schenkel 150 sowie einen am äußeren Arm 76 anliegenden zweiten Schenkel 152, welcher über den Umfang bevorzugt geschlossen ausgebildet ist. Der Steg 148 und der erste Schenkel 150 enthalten durchgehende Schlitze 132 derart, dass über den Umfang verteilt eine Anzahl von Feder-Segmenten 154 vorhanden sind. Das ringförmige Federelement 128 ist mittels des Deckels 36 im Ringraum 58 festgelegt, wobei das Federelement 128 radial außen eine Ringschulter 156 aufweist, welche am Deckel 36 abgestützt ist. Mittels des Federelements 128 wird die äußere Dichtlippe 56 mit vorgegebener Federkraft an die sphärische Außenfläche 50 angepreßt, wobei das freie Ende der äußeren Dichtlippe 56 auch an den im Wesentlichen zylindrischen Teil der Auskleidung 28 und somit mittelbar auch der Welle 24 mit vorgegebener Vorspannung angepreßt wird. Aufgrund der Unterteilung des ersten Schenkels 150 in die Feder-Segmente 154 können diese unabhängig voneinander und/oder abhängig vom Schwenkwinkel ausgelenkt werden und/oder die Vorspannung der äußeren Dichtlippe 56 ausüben, wie mit dem Doppelpfeil 158 angedeutet. Des Weiteren wird mit dem Federelement 128, und zwar insbesondere mit dessen ersten Schenkel 150 und/oder der genannten Feder-Segmente 154 eine selbstnachstellende Wellenabdichtung erreicht, so dass trotz Abnutzung oder Verschleiß der Innenfläche der äußeren Dichtlippe 56 und/oder der Auskleidung 28 eine dauerhafte und funktionssichere Abdichtung mittels des Dichtelements 34 sichergestellt ist.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung eine Nachstellung der Vorspannung und/oder des Federelements 128 vorgesehen sein. Wie mit gestrichelter Linie 160 angedeutet, sind im Deckel 36, zweckmäßig über den Umfang verteilt, Verstellelemente vorgesehen, wie anhand von Fig. 1 erläutert. Mittels derartiger Verstellelemente, welche mit der Ringschulter 156 des Federelements zusammenwirken bzw. das Federelement abstützen, kann bei Bedarf die mittels des Federelements 128 auf die äußere Dichtlippe 56 einwirkende Vorspannung verändert und insbesondere vergrößert werden. Durch die derart selbstnachstellende und bevorzugt auch nachstellbare Wellenabdichtung werden in bevorzugter Weise lange Standzeiten des Ventils mit minimierten Leckraten sichergestellt.
Bezugszeichen
, 4 Gehäuseteil , 8 Auskleidung 0 Verbindungsbereich von 2, 4 2 Schraube 4 Strömungskanal 6 Drehkörper 8 Durchgangsöffnung in 16 0 Längsachse von 2, 4 2 Drehachse von 16 4 Welle 6 Durchführung 8 Auskleidung / Umhüllung von 16, 240, 32 Sitzring 4 Dichtelement 6 Deckel 8 Endteil von 6 0 Endteil von 8 2 Zentrierbund von 2 4 Zentrierbund von 4 6 erweiterter Teil von 24 8 sphärische Außenfläche von 24 bzw. 460 sphärische Außenfläche von 282 Flansch von 24 4 innere Dichtlippe von 34 6 äußere Dichtlippe von 34 8 Ringraum um 56 0 Ringkörper in 58 2 Verstellelement 4 Stützring / ringförmiger Teil von 346 Dichtring 8 federelastischer Ring weiterer Ring in 72 Ringraum um 54 innerer Arm von 34 äußerer Arm von 34 sphärische Innenfläche von 64 Schwenkbewegung / strichpunktierte Linie Schwenkachse Pfeil Anlagefläche von 54 Anlagefläche von 56 Flansch / Membrandichtung an 76 Gewindeverbindung Steg 36 federelastischer Ring um 56 federelastischer Ring um 54 Ringschulter erstes Federelement Verbindungsteil von 128 , 134 Schlitz in 128 , 138 Segment von 128 zweites Federelement Verbindungsteil von 140 , 146 Durchbrechung in 136, 138 ringförmiger Steg von 128 erster Schenkel von 128 zweiter Schenkel von 128 Feder-Segment von 128 Ringschulter Doppelpfeil gestrichelte Linie

Claims

Patentansprüche
1. Ventil, enthaltend ein Gehäuse (2, 4), einen in diesem drehbar angeordneten, vorzugsweise kugelförmigen, Drehkörper (16) mit einer Durchgangsöffnung (18) für ein Strömungsmedium, wobei entsprechend der Drehwinkelstellung des Drehkörpers (16) um eine Drehachse (22) der Strömungsweg abgesperrt oder zumindest teilweise freigegeben ist, zwei im Gehäuse (2, 4) beabstandet angeordnete Sitzringe (30, 32), welche an der vorzugsweise sphärischen Außenfläche des Drehkörpers (16) dichtend anliegen, und ferner enthaltend eine mit dem Drehkörper (16) in Wirkverbindung stehende Welle (24), welche durch eine Durchführung (26) des Gehäuses nach außen geführt ist, wobei einem Teil (46) der Welle (24) eine sphärische Außenfläche zugeordnet ist, an welcher ein Dichtelement (34) zumindest teilweise anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (16) und die Welle (24) fest miteinander verbunden oder einteilig ausgebildet sind, dass das Dichtelement (34) im Bereich des genannten Teils (46) der Welle (24) an der sphärischen Außenfläche (48, 50) des Wellenteils (46) zumindest teilweise anliegt und dass der Drehkörper (16) gemeinsam mit der Welle (24) um eine der sphärischen Außenfläche (48, 50) zugeordnete Schwenkachse (82), welche im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse (22) steht, schwenkbar ist.
2. Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenteil (46) von einem in der Durchführung (26) angeordneten Stützring (64) umgeben ist, welcher eine mit der sphärischen Außenfläche (48, 50) korrespondierend und an dieser anliegende sphärische Innenfläche (78) aufweist.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (34) X-förmig ausgebildet ist und/oder zwei, bezogen auf die gemeinsame Drehachse (22), beabstandet angeordnete Dichtlippen (54, 56) aufweist und/oder den Stützring (64) aufweist, auf welchem die Welle (24) über die sphärische Außenfläche (48, 50) abgestützt ist, und/oder dass der Stützring (64) eine wesentlich höhere Steifigkeit, insbesondere in radialer Richtung, aufweist als die wenigstens eine Dichtlippe (54, 56).
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (64) integraler Bestandteil des Dichtelements (34) ist und/oder dass die Außenfläche (48, 50) sowie die Innenfläche (78) des Stützringes (64) Teile von Kugelflächen sind, deren Mittelpunkte oder Zentren im Wesentlichen auf der gemeinsamen Drehachse (22) liegen.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dichtelement (34) und/oder dessen wenigstens einer an der Welle (24) und insbesondere deren sphärischer Außenfläche (48, 50) zugeordneter Dichtlippe (54, 56) ein federelastisches Element (68) oder ein federelastischer Ring (122) oder ein Federelement (128, 140) derart zugeordnet sind, dass eine selbstnachstellende Wellenabdichtung vorhanden ist und/oder eine vorgegebene und/oder im Wesentlichen gleich bleibende Dichtkraft mittels des Dichtelements (34) und/oder dessen Dichtlippe (54, 56) bezüglich der Welle (24) vorgegeben sind.
6. Ventil nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dichtelement (34) und/oder dessen wenigstens einer Dichtlippe (54, 56) ein Ringkörper (60) und/oder wenigstens ein Verstellelement (62) derart zugeordnet sind, dass die Dichtkraft und/oder die Wellenabdichtung nachstellbar ausgebildet sind.
7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Gehäuses (2, 4) einschließlich der Gehäusedurchführung (26) mit einer Auskleidung (6, 8) aus Kunststoff, insbesondere Fluorkunststoff, ausgekleidet ist und/oder dass die mit dem Drehkörper (16) gemeinsame Auskleidung der Welle (24) ebenso wie die Auskleidung (6, 8) des Gehäuses (2, 4) im Bereich der Durchführung (26) zumindest bis zu einem die Durchführung (26) nach außen abschließenden Deckel (36) reichen.
8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zwei Gehäuseteile (2, 4) aufweist, welche in einem Verbindungsbereich (10) miteinander verbunden sind, wobei die Auskleidung (6, 8) mit Endteilen (38, 40) von der Durchführung (26) bis zumindest näherungsweise zum Verbindungsbereich (10) reichen, wobei die Endteile (38, 40) bevorzugt konisch, bezogen auf die Gehäuselängsachse (20) angeordnet sind und/oder dicht, bevorzugt unter Vorspannung, und/oder überlappend aneinander liegen.
9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zwei Gehäuseteile (2, 4) aufweist, welche bevorzugt aus Metall bestehen, und dass die Gehäuseteile (2, 4) in einem Verbindungsbereich (10) unmittelbar aneinander liegen und/oder aufeinander, bevorzugt passgenau, abgestimmte Zentrierbunde (42, 44) aufweisen, welche koaxial zur Gehäuselängsachse (20) angeordnet sind.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Dichtlippen (54, 56) des Dichtelements (34) mittels eines federelastischen Rings (68, 122, 124) oder eines Federelements (128, 140) bezüglich der Auskleidung (28) der Welle (24) mit vorgegebener Vorspannung angedrückt werden.
11. Ventil nach einem Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (34), bevorzugt dessen äußerer Arm (76), einen im Wesentlichen in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse (22), gerichteten Flansch (116) aufweist, welcher als Membrandichtung zwischen dem Deckel (36) und dem umgebenden Teil des Gehäuses (4) ausgebildet ist.
12. Ventil, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchführung (26) des Gehäuses (2, 4) ein Schwenklager mit einer Schwenkachse (82) angeordnet ist, enthaltend einen die Welle (24) umgebeneden Stützring (64), welcher einerseits radial außen in der Durchführung (26) abgefangen ist und andererseits radial innen eine sphärische Innenfläche (78) aufweist, und dass die Welle (24) einen Teil (46) mit einer sphärischen Außenfläche (48, 50) aufweist, welche korrespondierend zur genannten Innenfläche (78) ausgebildet ist und an dieser anliegt.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009024317A1 (de) * 2009-05-27 2010-12-02 Illinois Tool Works Inc., Glenview Ventilanordnung für eine Verbrennungskraftmaschine
CN102441690B (zh) * 2010-10-12 2013-04-24 哈尔滨电机厂有限责任公司 水轮机球阀的大型活门加工工艺方法
DE202011003806U1 (de) * 2011-03-11 2012-06-14 Gebr. Kemper Gmbh + Co. Kg Metallwerke Armatur
CN102364176A (zh) * 2011-10-26 2012-02-29 宣达实业集团有限公司 一种球阀
US9353873B2 (en) 2013-09-30 2016-05-31 Pentair Flow Services Ag Ball valve having conically shaped stem seal
EP2937603A1 (de) * 2014-04-22 2015-10-28 ALSTOM Renewable Technologies Kugelventil
DE102015201615A1 (de) * 2015-01-30 2016-08-04 Continental Teves Ag & Co. Ohg Gehäusebaugruppe
DE102015012301B4 (de) 2015-09-23 2021-07-15 Pfeiffer Chemie-Armaturenbau Gmbh Kanalsystem für eine Leitungskomponente einer prozesstechnischen Anlage, System zum Detektieren einer Prozessmediumsleckage und Leitungskomponente der prozesstechnischen Anlage
CN105299249A (zh) * 2015-11-02 2016-02-03 苏州市淞舜五金有限公司 一种平稳防漏闸阀
BE1024257B1 (nl) * 2016-06-03 2018-01-15 Inno-Mould Nv Corrosiebestendig kogelkraan
DE102016111273A1 (de) 2016-06-20 2017-12-21 Herose Gmbh Armaturen Und Metalle Kükenventil
AU2017390288B2 (en) * 2017-01-03 2020-07-02 Roadtec, Inc. Cold in-place recycling with in-line heater for asphalt cement
EP3622205A4 (de) * 2017-05-09 2021-03-10 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Dichtung, anordnung und verfahren zur verwendung davon
CN108547972A (zh) * 2018-06-19 2018-09-18 得威阀门有限公司 阀杆防侧裂的球杆一体式衬氟球阀
CN110159769A (zh) * 2019-06-28 2019-08-23 济南迈克阀门科技有限公司 一种蝶阀阀杆密封结构
DE102020200555B3 (de) * 2020-01-17 2021-02-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Baugruppe für ein Kraftfahrzeug
CN111350836A (zh) * 2020-02-13 2020-06-30 安徽铜都流体科技股份有限公司 用于盾构机的防卡阻液动泥浆球阀
CN117052936B (zh) * 2023-10-11 2023-12-15 成都成高阀门股份有限公司 一种四阀座球阀

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4104003A1 (de) * 1990-04-05 1991-10-10 Pfannenschmidt Erhard Schaltarmatur
US6129336A (en) * 1998-01-16 2000-10-10 Xomox Ball stem seal
US20050104026A1 (en) * 2002-02-22 2005-05-19 Manish Tulaskar Ball valve with a single piece ball-stem and an integrated actuator mounting flange

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2719022A (en) * 1950-06-26 1955-09-27 Orbit Valve Co Valves
NL160645C (nl) * 1975-12-25 1979-11-15 Tlv Co Ltd Afdichtconstructie voor een klepsteel van een afsluiter.
FI54837C (fi) * 1976-12-28 1979-03-12 Juha Antti Elia Nelimarkka Kulventil
DE3023230A1 (de) * 1980-06-21 1982-01-07 AZ Armaturen GmbH & Co KG, 7745 Schonach Kugelhahn
JPS58178568U (ja) * 1982-05-24 1983-11-29 ミツワ瓦斯機器株式会社 低圧用ボ−ルバルブ
EP0161056A3 (de) * 1984-04-10 1988-03-16 M & D VALVES LIMITED Kugelventil
US4696323A (en) * 1985-08-30 1987-09-29 Neotecha Ag Plastic lined rotatable valve
JPH0360672U (de) * 1989-10-17 1991-06-14
DE19620694C2 (de) * 1996-05-22 2001-02-15 Xomox Int Gmbh Ventilanordnung
DE19646040A1 (de) * 1996-11-08 1998-05-20 Pfannenschmidt Erhard Schaltarmatur
DE29903320U1 (de) * 1999-02-25 1999-07-15 Xomox Int Gmbh Armatur

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4104003A1 (de) * 1990-04-05 1991-10-10 Pfannenschmidt Erhard Schaltarmatur
US6129336A (en) * 1998-01-16 2000-10-10 Xomox Ball stem seal
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