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Klappenventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappenventil mit
einer außerhalb der Klappenebene, jedoch parallel zu dieser gelegenen, die ringförmige
Abdichtung zwischen Klappenrand und Klappengehäuse nicht. durchdringenden Antriebswelle,
die mit der Klappe durch ein Hebelgestänge verbunden ist.
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Klappenventile der genannten Art sind bekannt. Bei den bisher bekannten
Ausführungen. liegt jedoch die Schwenkachse nicht in der Klappenebene-, son dern
außerhalb derselben. Dies bedingt, daß die Klappen nicht am Außenumfang in radialer
Richtung einwandfrei dichten, sondern hierzu eines kegeligen, in axialer Richtung
zu schließenden Ventilsitzes bedürfen, der in geöffnetem Zustand in den Strömungskanal
hineinragt und so die angestrebte wirbelfreie Strömung beeinträchtigt.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführung verlaufen die Antriebswelle
und die Schwenkachse gleichachsig. Sie liegen aber nicht parallel, sondern spitzwinklig
zur Klappenebene, was die Durchführung der Antriebswelle durch das, Ventilgehäuse
und die Anbringung des Antriebes auf dem Ventilgehäuse außerordentlich kompliziert
gestaltet.
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Eine weitere bekannte Bauart kennzeichnet sich ebenfalls durch die
Gleichachsigkeit von Antriebswelle und Schwenkachse. Antriebswelle und Schwenkachse
liegen hier zwar in -der Klappenebene, wobei sie aber die Dichtungsflächen durchqueren
und sa die angestrebte einwandfreie Dichtung gefährden.
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Schließlich ist es bekannt, bei Gleichachsigkeit von Antriebswelle
und Schwenkachse diese in einer zur Klappen- und Dichtungsebene parallelen Ebene
anzuordnen. Hiermit wird: zwar gewährleistet, daß die Dichtungsebene nicht durchquert
wird und so keine Beeinträchtigung der Dichtung eintritt. Dieser Vorteil wird aber
mit dem Nachteil erkauft, daß der Abstand zwischen Schwenkachse und Klappenebene
einen Hebelarm gewisser Länge voraussetzt. Die Hebelübersetzung ergibt dabei eine
Vergrößerung des Schwenkweges, so, daß besondere Maßnahmen getroffen. werden müssen,
um diesen größeren Schwenkweg zwischen dem Dichtungsrand der Klappe und der diesen
umschließenden Gehäuseinnenwand zu ermöglichen. Diese besonderen Maßnahmen bestehen
z. B. in der Verwendung eines besonderen sphärischen Dichtungsgehäuses, was die
Herstellung des Ventils nicht unerheblich verteuert. Statt dessen wird auch ein
verhältnismäßig großer ringförmiger Zwischenraum zwischen dem Klappenrand und der
diesen umschließenden zylindrischen Gehäusewandung vorgeschlagen. Dieser große Zwischenraum
muß dann durch besondere elastische Zwischenglieder überbrückt werden, die bei den
bekannten Bauarten vornehmlich von druckmittelgefüllten Dichtungsringen gebildet
werden. Diese Dichtungsringe müssen vor dem Schließen der Klappe jeweils an eine
Druckmittelquelle angeschlossen und vor dem Öffnen jeweils von dieser abgeschaltet
werden. Die konstruktiven und betrieblichen Nachteile solcher zusätzlichen druckmittelgefüllter
Dichtungsringen liegen auf, der Hand.
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Unter Beibehaltung des Vorteils eines geschlossenen Dichtungsringes,
der den Rand der Klappe ohne Unterbrechungen umfallt, besteht daher die dem Gegenstand
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in der Schaffung einer vereinfachten und
vorteilhaften Antriebsverrichtung für ein Klappenventil.
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Nach der Erfindung "soll diese Aufgabe dadurch gelöst werden, daß
zum Schwenken der Klappe um eine in der Klappenebene und der Dichtungsebene liegende,
während der Schwenkbewegung sich nicht verschiebende Scheinachse das Hebelgestänge,
als Lenkerparallelogramm ausgebildet ist. Hierdurch fallen nach der Erfindung die
Schwenkachse und die Antriehswelle nicht zusammen, sondern liegen in getrennten
Ebenen. Die Schwenkachse liegt dabei in der Dichtungsklappenebene und bleibt in:
dieser Ebene
unverschieblich, wenn die Klappe geöffnet oder geschlossen
wird.
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Im Gegensatz zu anderen Bauarten, bei denen die Schwenkachse ebenfalls
in. der gleichen Ebene urverschiebbar liegt, findet bei der Bauart nach der Erfindung
bei der Bauart nach der Erfindung kein Durchqueren der Dichtfläche statt. Im Gegensatz
zu der Parallelanordnung von Antriebswelle und. Schwenkachse, wie sie bei den bekannten
Ausführungen gewählt ist, entfällt die Notwendigkeit, besondere druckmittelbetriebene
Gummiringe zwischen Klapperrand und Gehäuse vorzusehen oder ein besonderes sphärisches
Ventilgehäuse anzuordnen oder schließlich in den Strömungsraum hineinragende Ventilsitze
od. d'gl. anzubringen.
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Die Zeichnung zeigt :ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar
zeigt Fig.1 in großem Maßstab einen Längsschnitt durch denKlappenrand mit elastischem
Dichtungsring, Fig. 2 den gleichen Längsschnitt mit durch den Strömungsdruck deformiertem
Dichtungsring, Fig. 3 im etwas kleineren Maßstab einen Längsschnitt parallel zum
axialen Längsschnitt durch die Klappe, Fig.4 im noch kleineren Maßstab einen Längsschnitt
durch das Ventilgehäuse und die Klappe nebst Verstellvorrichtung und Fig.5 eine
Ansicht von oben auf das Ventilgehäuse.
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In der Zeichnung ist mit 1 das Ventilgehäuse bezeichnet, das durch
zwei Anschlußflansche 2 begrenzt ist und das innen die Klappe 3 aufweist. Diese
Klappe 3 ist, wie später erläutert, um eine unverschiebbare Scheinachse schwenkbar.
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Der Rand der Klappe 3 hat auf seinem ganzen Umfang in an sich bekannter
Weise eine am Außenumfang ein wenig verengte Ringnut 4, in der ein vollwandiger,
elastischer Dichtungsring 5 mit kreisförmigem Querschnitt untergebracht ist. Die
Verengung kann z. B. mittels des Randvorsprunges 6 geschehen, der von dem der Strömung
zugewandten Außenrand der Ringnut 4 gebildet wird.
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Die Abmessungen der Ringnut 4 und des Ringes 5 sind so gewählt, daß
die Eingangsöffnung der Ringnut 4 ein wenig kleiner ist als der Querschnitt des
Ringes 5, so d'aß dieser in die Ringnut 4 eingepreßt werden muß.
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Der Ring 5 ist aus elastischem Werkstoff, insbesondere aus einem natürlichen
oder künstlichen Kautschuk oder einem ähnliche Eigenschaften aufweisenden Werkstoff
geeigneter Elastizität und guter Beständigkeit gegenüber dem Strömungsmittel. Wie
schon erwähnt; ist der Randvorsprung auf der der Strömung zugewandten 'Seite angebracht.
In der Schließstellung der Klappe 3 bewirkt der Strömungsdruck eine Deformierung
des Ringes 5 derart, daß der Ring gegen die rückwärtige Ringnutwandung und gegen
das vorzugsweise aus nichtoxydierendem Metall bestehende Innenfutter 7 des Ventilgehäuses
1 gedrückt wird:. Das Innenfutter 7 ist am Eintritt des Ventilgehäuses 1 mit diesem
durch eine Verschwei-Bung 8 oder durch Einpressen verbunden. Dem Innenfutter 7 kann
dabei ein Paßring 9 zur Sicherung vorgeschaltet sein. Das Innenfutter 7 ist leicht
elastisch, so daß es in. der Schließstellung der Klappe 3 unter dem Einfluß des
Strömungsdruckes gegen die Innenwandung des Ventilgehäuses 1 gepreßt wird. Es ist
einleuchtend, daß der Ring 5 dem Innenfutter 7 auf seinem: ganzen Umfang ununterbrochen
dicht anliegt und so eine weitgehend vollkommene Dichtung herbeiführt. Andererseits
verhindert die Form der Ringnut 4, daß der Ring 5 aus dieser herausgedrückt wird,
wenn sich die Klappe 3 in der Offenstellung befindet und dem vollen Schlag der Strömung
ausgesetzt ist.
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Die Zeichnung läßt weiter erkennen, daß die zum Schwenken der Klappe
3 dienende Antriebswelle 12 nicht die Dichtungsfläche am Außenumfang der Klappe
3 durchdringt und so die Dichtung nicht beeinträchtigt. Die Antriebswelle 12 ist
in einer zur Klappe 3 parallelen Ebene in den Lagern 10 und 11 gelagert, die ausgehend
von der Innenwandung des Ventilgehäuses 1 nach außen ragen. Das Lager 10, durch
das eine Verlängerung der Welle 12 nach außen geführt ist, kann durch eine nicht
dargestellte Stopfluchse abgedichtet sein. In das andere Lager 11 ragt nur ein kurzes
Ende der Welle 12, so d'aß das Lager 11 nach außen durch einen Deckel od. dgl. völlig
abgedichtet werden kann.
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Auf der Welle 12 sind, wie Fig. 4 erkennen läßt, zwei parallel zur
Ebene der Klappe 3 verlaufende Hebel 13,14 befestigt. Die Enden dieser Hebel 13,
14 haben Ausnehmungen 15 od'. dgl., in denen um Querbolzen 16 die Enden von gleich
langen parallel zueinander verlaufenden Lenkern 17 gelenkig mit den Hebeln 13,14
verbunden sind. Die freien Enden dieser Lenker 17 sind an der Klappe 3 angelenkt,
und zwar so, d'aß sie parallel zueinander verlaufen. Das Ganze bildet auf diese
Weise ein Hebel-Lenker-Parallelogramm. Zwecks gelenkiger Verbindung der Lenker 17
mit der Klappe 3 ist diese auf der den Lenkern 17 zugewandten Seite mit einer Eindreliung
18 versehen, in der wiederum zwei Ausnehmungen 19 angebracht sind; welche die Lager
19a für die Lenkzapfen 20 der Lenker 17 bilden.. Eine in die Eindrehung 18 eingesetzte
und in dieser durch Schrauben. 22 mit der Klappe 3 verbundene Gegenscheibe 21 sichert
die Lenkzapfen 20 in ihren Lagern 19 a.
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Die Abstände zwischen den Anlenkstellen der Lenker 17 an der Klappe
3 sind die gleichen. wie die Abstände der Anlenkungen an den Hebeln 13,14, d. h.,
die Lenker 17 verlaufen, wie schon gesagt, immer parallel zueinander. Damit wird
erreicht, daß sich die Klappe 3 bei einer Schwenkung immer in einer zu der Welle
12 und .-a Hebeln 13,14 parallelen Ebene befindet.
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Die Zeichnung läßt erkennen, daß die Klappe 3 von der in Fig. 4 und
5 einsgetragenen Schließstellung durch eine 90° Verdrehung der Antriebswelle 12
in die in Fig. 4 gestrichelt angedeutete Offenstellung g@ schwenkt wird und däß
die Klappe 3 in. dieser Offenstellung in Achsrichtung des Ventilgehäuses
1 verläuft. Die Drehung der Antriebswelle 12 kann dabei durch eine entfernt
liegende, an dem aus dem Lager 10 herausgeführten Wellenende angreifende
Stellvorrichtung erfolgen. Es ist ersichtlich, daß der Abstand zwischen der Antriebswelle
12 und der Scheinachse der Klappe 3 sich während der öffnungs- und der Schließbewegung
nicht ändert und daß sich die Scheinachse immer an der gleichen. Stelle befindet,
und zwar immer in. der Klappen- und der Dichtungsebene.
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Die in der völligen oder teilweisen Schließstellung auf die Klappe
3 ausgeübten Strömungskräfte werden
über die Lenker 17 und die Hebel
13,14 von der Antriebwelle 12 aufgenommen.