DE1073821B

DE1073821B - Ventil

Info

Publication number: DE1073821B
Application number: DENDAT1073821D
Authority: DE
Inventors: Ehlershausen über Lehrte und Klaus Schneider Hamburg-Harburg Otto Meyer
Original assignee: Otto Meyer, Ehlershausen über Lehrte
Publication date: 1960-01-21

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einer den Schaft des mit einem elastischen Überzug versehenen Absperrkörpers umgebenden längselastischen, verschiebbaren Hülle, die in sich und mit dem elastischen Überzug des Absperrkörpers aus einem Stück besteht.

Derartige Ventile, bei denen eine stopfbuchsenlose Abdichtung der Ventilbetätigungsmittel gegenüber dem Durchflußmedium erreicht wird, sind bereits in mehreren Ausführungsformen bekanntgeworden. Diese bekannten Konstruktionen verwenden einen gemeinsamen elastischen Überzug für den Absperrkörper und den daran anschließenden Schaft, der an seinem dem Absperrkörper abgekehrten Ende einen flanschartigen Ansatz besitzt, welcher im Bereich der Trennfuge zwischen Ventilgehäuse und Gehäusedeckel erfaßt und eingespannt wird. Durch diese Maßnahme bedingt, müssen stets konstruktive Vorkehrungen getroffen werden, die ein Einspannen des flanschartigen Ansatzes ermöglichen. Da der flanschartige Ansatz den Ventilschaft stets konzentrisch umfaßt, muß die Gehäusetrennfuge entsprechend angeordnet werden, so daß dieses stets zu Bauformen führt, bei denen ein Ventilgehäuse und ein gesonderter Gehäusedeckel mit daran befindlichen Betätigungsmitteln und Einspannmitteln für den flanschartigen Ansatz vorgesehen sind. Ein weiterer Nachteil bekannter Ausführungen ist in der hohen Beanspruchung im Bereich der Einspannung des elastischen Überzugmaterials zu sehen, die sich beim Strecken der elastischen Hülle infolge von Ventilbetätigungen ergibt. Zur Vermeidung dieses unerwünschten, die Lebensdauer des elastischen Überzuges herabsetzenden Effektes sind schon Materialverdickungen in der hochbeanspruchten Zone wie auch Material Verdünnungen in dem den Schaft umschließenden Bereich der elastischen Hülle vorgeschlagen worden. Diese zusätzlichen Maßnahmen beseitigen jedoch nicht die Einspannstelle, auf die ursächlich die Nachteile bekannter Ventile zurückzuführen sind. Außerdem müssen bei allen Ausführungsformen mit eingespanntem Dichtungsrand die Einspannorgane von Zeit zu Zeit nachgestellt werden, damit keine Undichtigkeiten während eines längeren Gebrauchs auftreten können.

Hier setzt die Erfindung ein, die dadurch, daß sich die elastische Hülle auf der inneren Oberfläche des Ventilgehäuses fortsetzt und dort in einer frei aufliegenden, vom Mediumdruck angepreßten Dichtungslippe endet, eine nachteilige Einspannstelle vermeidet. Damit wird die Lage des Dichtungsrandes unabhängig von der Lage der Gehäusetrennfuge, und alle Aufwendungen zur Schaffung von Einspannmitteln werden überflüssig, weil die Abdichtung selbsttätig erfolgt. Durch Fortfall der Einspannmittel kann die gesamte

Anmelder:
Otto Meyer, Ehlershausen über Lehrte

Otto Meyer, Ehlershausen über Lehrte,

und Klaus Schneider, Hamburg-Harburg,

sind als Erfinder genannt worden

Ventilkpnstruktion bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Dichtungslippe in leichter und sehr wirtschaftlicher Bauweise erfolgen, wobei zugleich wegen des selbsttätigen Dichtungseffektes eine große betriebliche Wartungsfreiheit und eine sichere Dichtungsfunktion erzielt wird. Auch die Lebensdauer der elastischen Hülle wird wegen des Fehlens einer Einspannzone günstig beeinflußt.

In Verfolg des Erfindungsgedankens ist es aber ebenso vorteilhaft möglich, daß sich die elastische Hülle auf der inneren Gehäuseoberfläche fortsetzt und dort in einen elastischen Überzug des Gehäuses übergeht, wie es insbesondere bei Verwendung der Ventile für aggresive Durchflußmedien verschiedentlich wünschenswert ist. Auch hierbei ist keine schädliche Einspannstelle vorhanden, und die selbsttätige Abdichtung kann ebenfalls unabhängig von der Lage der Gehäusetrennfuge erfolgen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der zwei Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventils;

Fig. 2 zeigt eine andere Ausbildung eines erfindungsgemäßen Ventils in teilweise geschnittener Seitenansicht.

In Fig. 1 ist die Erfindung an einem Ventil mit hohlkugelförmigem Gehäuse demonstriert. Das Gehäuse besteht im wesentlichen aus zwei hohlen Halbkugeln 1 und 1/, die beispielsweise in einfacher Weise in einem Tiefzieh-, Tiefungs- oder Drückvorgang aus Stahlblech hergestellt sind. Die Halbkugeln sind durch Flansche 2 und 2' verbunden, wobei die Flansche durch eine lösbare,Schelle 3, die einen U-förmigen Querschnitt aufweist, zusammengehalten werden. In dem gezeigten Gehäuse findet ein rechtwinkli-

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ger Strömungsrichtungswechsel statt, wobei die Teilunglinie zwischen den Gehäusen 1 und 1' den gedachten rechten Winkel halbiert. Aus dem Gehäuseteil 1' ist ein stutzenartiger Ansatz 3' heraus- und in einen darauf befindlichen Gewindestutzen 4 hereingedrückt, der mit dem Gehäuseteil 1' verschweißt ist. Aus dem Gehäuseteil 1 ist ebenfalls ein stutzenförmiger Ansatz 3 heraus- und in einen Gewindestutzen 5 hereingedrückt.

Dieser Stutzen 5 ist ebenfalls mit dem Gehäuse 1 durch Schweißen verbunden. Koaxial zum Gewindestutzen 5 ist im gegenüberliegenden Gehäuseteil 1' ein stutzenartiger Ansatz 6 herausgedrückt, der eine zylindrische Buchse 7, die mit dem Gehäuse fest verbunden ist, trägt. Die zylindrische Buchse ist mit einer axialen, durchgehenden Bohrung versehen, in welcher von außen her ein Rohrstück 8 eingeführt ist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der zylindrischen Buchse 7 entspricht und dessen Innendurchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der mit einem Handrad 15 in Verbindung stehenden Hubspindel 9, die, in dem Rohrstück 8 geführt, Aufnahme findet. Die zylindrische Buchse 7 besitzt auf ihrer dem Gehäuse abgekehrten Seite einen ringförmigen Bund 10.

An ihrem unteren Ende trägt die Hubspindel 9 einen Absperrkörper 21, der an seiner Unterseite kugelförmig gewölbt ist. Über diesen und über den. im Innern des Ventilgehäuses befindlichen Schaft der Hubspindel 9 ist eine elastische Hülle 22 gezogen, die an ihrem oberen Ende mit einer muffenartigen Erweiterung versehen ist, die über die am Gehäuse 1' befestigte zylindrische Buchse 7 übergreift und in einen als Dichtungslippe ausgebildeten Dichtungsrand 24 übergeht, und unter dichtender Anlage an das Gehäuse 1' die Hubspindel kreisringförmig umschließt. Dabei steht die elastische Hülle 22 mit dem ringförmigen Bund 10 an der zylindrischen Buchse 7 so im Eingriff, daß ein Nachaußengleiten des oberen Endes 23 der elastischen Hülle 22 verhindert wird.

Unter Einwirkung des Mediumdruckes wird die Dichtungslippe 24 an das Gehäuse gedrückt, so daß ein Austreten des Leitungsmediums nach außen oder zwischen die Betätigungsorgane nicht möglich ist. Der ringartige Bund 10 unterstützt noch bei geöffnetem oder teilweise geöffnetem Ventil die Dichtwirkung.

Infolge der kugeligen Dichtungsflächen ergibt sich auch dann, wenn der Absperrkörper 21 nicht genau zentrisch zur Abflußöffnung sitzt, eine zuverlässige Dichtung, zumal die Gummierung des Absperrkörpers hierbei auftretende etwaige Ungenauigkeiten ausgleicht.

Da bei der beschriebenen Anordnung nur ein geringer Hubweg erforderlich ist, kann die elastische Hülle 22 zur Unterstützung des Dichtungseffektes an der Dichtungslippe 24 so lang ausgeführt werden, daß sie im geschlossenen Zustand des Ventils unter Druckvorspannung steht, so daß der Absperrkörper 21 auf seinen Sitz gedrückt wird und die Lippe 24 anliegend bleibt.

Zwischen Hubspindel 9 und der elastischen Hülle 2 ist ein Ringraum 27 vorgesehen, der mit einem flüssigen, halbflüssigen oder trockenen Schmiermittel (z. B. Molybdändisulfid Mo S₂) gefüllt ist. Diese Maßnahme ist günstig, um das relative Gleiten zwischen Hubspindel und elastischer Hülle zu gewährleisten. Das Gleiten seinerseits ist notwendig, damit bei der Aufwärtsbewegung der Hubspindel 9 die elastische Hülle (die unter Einwirkung des Innendruckes gegen die Hubspindel gedrückt wird) nicht in Richtung des Handrades 15 mitgenommen wird, wodurch im Bereich der muffenartigen Erweiterung der elastischen Hülle eine Stauchung hervorgerufen würde, die die dichtende Anlage der Lippe 24 in Frage stellen könnte.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 ist das Gehäuse innen nicht gummiert, so daß die dichtenden Wirkungen im Bereich der Lippe 24 und im Bereich des Absperrkörpers 21 durch eine Gummi-Metall-Berührung

ίο zustande kommen..

Es ist aber auch möglich, die innere Oberfläche des Gehäuses mit einer aufvulkanisierten Gummischicht zu bedecken, gegen die sich die dichtenden Flächen der elastischen Hülle 22 anlegen.

Ein wesentlicher Vorteil von Ausführungen gemäß Fig. 1 liegt in der leichten Auswechselbarkeit der elastischen Hülle 22 begründet, die bereits durch Lösen der die beiden Gehäuse verbindenden Schelle zugänglich ist.

In Fig. 2 ist ein Absperrorgan mit ebenfalls hohlkugelförmigem Gehäuse dargestellt, bei dem eine Vorentlastung und eine Einrichtung zur hydraulischen Steuerung vorgesehen ist.

Die Druckvorentlastung kann hierbei in folgender Weise bewirkt werden: Im Absperrkörper 28 befinden sich Druckausgleichskanäle 29, die in eine zentrale, nach außen gerichtete öffnung 30 eines in den Absperrkörper 28 eingeschraubten Stopfens 31 münden; gegenüber diesem jedoch durch ein Verschluß stück 32 abgesperrt sind, das auf einer kegeligen Dichtungsfläche 33 der zentralen Öffnung 30 aufsitzt. Das Verschlußstück 32 ist fest mit der Hubspindel 9 verbunden. Die Oberseite des Verschlußstückes ruht mit Vorspannung auf einem hohlen zylindrischen Gummistück 34, das den Schaft der Hubspindel 9 umgibt. Diese Vorspannung wird dadurch erzeugt, daß das Verschlußstück 32 von unten her durch den in den Absperrkörper 28 eingeschraubten Stopfen 31 hochgedrückt wird. Die Druckausgleichskanäle 29 sind dann, wenn äußere Kräfte auf die Hubspindel wirken, dicht gegenüber der zentralen Bohrung 30 abgeschlossen. Wird jedoch die Hubspindel angehoben, so wird das Verschlußstück entgegen der elastischen Spannung des zylindrischen Gummistückes 34 von der Dichtungsfläche 33 abgehoben, wodurch der Durchfluß von den Druckausgleichskanälen 29 zu der zentralen Öffnung 30 freigegeben wird. Die elastische Verformung des zylindrischen Gummistückes 34 erfolgt zunächst so lange, wie der Absperrkörper 28 durch den Innendruck im Absperrorgan auf seiner Sitzfläche 35 gehalten wird. Da beim Anheben der Hubspindel jedoch der Überdruck im Gehäuse verschwindet, kann anschließend der Absperrkörper 28 durch das Verschlußstück 32 mit nach oben genommen werden, wobei sich infolge der elastischen Spannung des zylindrischen Gummistückes 34 das Verschlußstück 32 wieder auf seine Sitzfläche 33 aufsetzt.

Zur Betätigung der Hubspindel ist diese an ihrem oberen Ende mit einem Kolben 36 versehen, der mit einem im Gehäuse des Absperrorgans eingesetzten Hubzylinder 37 zusammenarbeitet. Die Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Hubzylinder kann durch eine Lippenmanschette 38 vorgenommen werden.

Wird der wirksame Kolbendurchmesser größer ausgeführt als der Durchmesser des Absperrkörpers, so kann das Ventil auch ohne Anwendung eines Druckwandlers durch den Leitungsdruck selbst betätigt werden.

Wie bereits bei der Besprechung der Fig. 1 ausgeführt, besteht das kugelförmige Gehäuse des Ausfüh-

Claims

rungsbeispiels gemäß Fig. 2 aus zwei halbkugelförmigen Hohlschalen, nur mit dem Unterschied, daß an Stelle der zylindrischen Buchse 7 ein Hubzylinder 37 in die Gehäusehälfte 1' eingebracht ist. Der Hubzylinder besitzt eine zentrale öffnung für den Austritt der Hubspindel 9, in die ein Rohrstück 39 eingeschweißt ist, das zur Führung der Hubspindel dient. Das Gehäuse ist an seiner äußeren Oberfläche mit einer aufvulkanisierten oder unter Verwendung von Haftmitteln (beispielsweise solchen auf Polyurethanbasis) aufgebrachten Gummischicht versehen. Die elastische Hülle 22 ist in diesem Falle nicht austauschbar, sondern umschließt den Absperrkörper 28 mit den darin befindlichen Bohrungen für den Druckausgleich, wobei sie, etwa am oberen Ende ihres die Hubspindel umschließenden Verlaufes beginnend, auf der inneren Wölbung des Gehäuses 1' anliegend, weitergeführt wird und sich der Dichtungsrand 40 vorzugsweise im Bereich der größeren Innenausdehnung des Gehäuses befindet. Die elastische Hülle kann mit der inneren Oberfläche des Gehäuseteils 1' durch Vulkanisation verbunden sein. Im Bereich der unteren Fläche des Hubzylinders 37 sind Durchbrüche 42 vorgesehen, die die elastische Hülle mit einer im Innern des Hubzylinders befindlichen elastischen Schicht verbinden. An Stelle der Durchbrüche können auch Hinterschneidungen vorgesehen sein. Durch diese Maßnahmen wird ein Stauchen und Herabgleiten der elastischen Hülle über den Hubzylinder hinaus bei Betätigung des Hubventils in Öffnungsstellung vermieden. Das Gehäuseteil 1 ist auf seiner inneren Oberfläche mit einem aufvulkanisierten Gummibelag versehen, der im Bereich der Gehäuseteilungsfuge in einer lippenartigen Zuschärfung 41 endet, die sich auf eine entsprechende lippenartige Zuschärfung des Dichtungsrandes 40 dichtend unter Einwirkung des Mediumdruckes auflegt. Auch bei dieser Anordnung ist zwischen Hubspindel 9 und elastischer Hülle 22 ein Ringraum 27 vorgesehen, der mit einem flüssigen, halbflüssigen oder trockenen Schmiermittel gefüllt ist, wodurch, wie oben beschrieben, eine ungünstige, die Lebensdauer der elastischen Hülle herabsetzende Stauchung verhindert wird. 1'A.TENT ANSPR OCHE:

1. Ventil mit einer den Schaft des mit einem elastischen Überzug versehenen Absperrkörpers umgebenden längselastischen, verschiebbarenHülle, die in sich und mit dem elastischen Überzug des Absperrkörpers aus einem Stück besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elastische Hülle (22) auf der inneren Oberfläche des Gehäuses (1') fortsetzt und dort in einer frei aufliegenden, vom Mediumdruck angepreßten Dichtungslippe (24,40) endet.

2. Ventil mit einer den Schaft des mit einem elastischen Überzug versehenen Absperrkörpers umgebendenlängselastischen, verschiebbarenHülle, die in sich und mit dem elastischen Überzug des Absperrkörpers aus einem Stück besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elastische Hülle (22) auf der inneren Oberfläche des Gehäuses (1') fortsetzt und dort in den elastischen Überzug des Gehäuses übergeht (Fig. 2).

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülle in ihrem oberen Bereich (23) eine am Gehäuse befestigte zylindrische Buchse (7) umschließt, die auf ihrer dem Gehäuse abgekehrten Seite einen ringförmigen Bund (10) aufweist (Fig. 1).

4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülle (22) in dem auf der Gehäuseinnenwand aufliegenden Teil in an sich bekannter Weise in Durchbrüche oder Hinterschneidungen des Gehäuses eingreift.

5. Ventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hubspindel (9) und der elastischen Hülle (22) in an sich bekannter Weise ein Ringraum (27) vorgesehen ist, der mit einem Schmiermittel gefüllt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 22 802, 811 527;

französische Patentschriften Fr. 1 011 443,
926, 1102 546;

britische Patentschrift Nr. 362 953;

USA.-Patentschriften Nr. 1 923 306, 2 202 735,
644 664.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen