-
Ventilkonstruktion mit einem Ventilkörper aus hart-Kunstharz
| Die hier vorliegende ,rfindung befaßt sich mit einer Ven- |
| tilkonstruktion,welche sich zusammensetzt aus einem aus |
| Hartkunstharz bestehenden Ventilkörper, aus einer durch |
| diesen Ventilkörper nach außen geführten Ventilspindel |
| sowie aus einem Ventilteller, welcher sich um die Ventil- |
| spindel dreht. Die hier vorliegende Erfindung befaßt sich |
| weiterhin auch mit einem Verfahren zur Herstellung eines |
| derartigen Ventiles. |
| Herkömmliche Ventilkonstruktionen dieser Art, welche ganz |
| allgemein als Kugel- oder Stopfenventile bekannt sind, wur- |
| den derart konstuiert und hergestellt, daß in eine aus |
| zwei Teilen bestehende Form eine Scheibe mit Kern gegeben |
| wurde, daß dann Hartkunstharz in den freien Raum der Form |
| gespritzt wurde, welches dann schließlich erstarrte und auf |
| diese Weise. zu einem Ventilkörper wurde. . |
| Der gemeinsame Nachteil aller dieser herkömmlichen oder |
| früheren Ventilkonstruktionen war das übermässige Schrumpfen |
| des Vent4lkörpers beine Erstarren des Hartkunstharzes, wel- |
| ches häufig dazu führte, daß die Ventilkörper-Innenfläche |
| zu dicht an die äussere Oberfläche des Ventiltellers heran- |
| kame so daß sich dieser Ventilteller nur sehr schwer im |
| Venti lköxrpe r drehen ließ. |
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Ventilkonstruktionen lag
in der verschiedenartigen Temperatur- oder Wärmeausdehnung zwischen dem Ventilkörper
und dem Ventilteller, welche durch die Temperaturänderung bei dem das ' Ventil durchfließenden
Medium verursacht wurde und zu einem unerwünschten Spalt zwischen der Innenfläche
des Körpers und der Außenfläche des Ventiltellers führte, so daß die das Ventil
durchfließende Flüssigkeitsmenge manchmal durch diesen Spalt aus dem Ventilkörper
austreten konnte, Die hier vorliegende Erfindung zielt einmal darauf ab, ' eine
Ventilkonstruktion zu schaffen, welche derart verbessert ist, daß die Nachteile
der herkömmlichen Ventilkonstruktionen vermieden werden und ein glatter Arbeitsablauf
unter vollständiger Abdichtung erreicht wird.
-
Ein anderes Ziel der hier vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
eines Verfahrens zur Herstellung eines derart verbesserten Ventiles, und dies in
einer leichten Weise und mit guter Ausbringung.
-
Eine in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallende Ausfhrung
einer Ventilkonstruktion mit einem Ventilkörper aus Hartkunstharz, einer durch den
Ventilkörper nach außen geführten Ventilspindel und einem zur Drehung um die Ventilspindel
angeordneten Ventilteller, bei der der Ventilteller beim Formen des Ventilkörpers
in das Ventil gegeben wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper eine
durch Ablagerung von Hartkunstharz enstandene Innenfläche ' . aufweist, so@daß trotz
der sich verändernden Temperatur des Durchflußmediums die Außenfläche des Ventiltellers
immer auf der Ventilkörper-Innenfläche aufliegt, wobei
der Ventilteller
in einem gewünschten,@abgedichteten Zustand im Ventilkörper in Umdrehung versetzt
wird.
-
Bei einer anderen Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist die Methode
zur Herstellung einer Ventilkonstruktion dadurch gekennzeichnet, daja nacheinander
die Außenfläche des Ventiltellers mit einem Formlösungsmittel, dann mit einer Schichtvon
"Weichkunstharz, versehen wird, daß die derart beschichtete Scheibe dann in eine
aus zwei Teilen bestehende Form gegeben wird, und'daß schließlich Hartkunstharz
in den freien Raum der Form gespritzt wird. Der in die Form eingespritzte Hartkunststoff
erstarrt und bildet den Ventilkörper, welcher nit der aus Weichkunsthart bestehenden
Schicht auf. dem Ventilteller innig verbunden ist, wobei die Innenfläche des Körpers
mit der Außenfläche des Ventiltellers in eingem Kontakt steht.
Diese
und andere Ziele der hier vorliegenden Erfindung sind besser zu verstehen, wenn
dazu die nachstehend gegebene Beschreibung und die dieser Patentschrift beiliegenden
Zeichnungen zu Hilfe genommen werden. Im einzelnen zeigt: Fi-. 1 eine Darstellung
des Vnetiltellers und vier Ventilspindel einer in den Rahmen der hier vorliegenden
Erfindung fallenden Ausführung eines Kugelventiles. Es wird auch ein Längsschnitt
durch den Ventilteller wiedergegeben.
-
Fig. 2 einen Längsschnitt durch Ventilteller und Ventilspindel, welche
mit einer Kernkonstruktion verbunden sind.
-
Fig. 3 eine Ansicht der zusammen in einer aus zwei Teilen bestehenden
Form angeordneten Einheiten von Ventil und Kern, von dem nur eine Hälfte wiedergegeben
ist. Im Schnitt wird zudem auch die gesamte Ventilkonstruktion gezeigt.
-
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine mit Bandhebel versehene Ventilkonstruktion.
-
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein *5topfen- oder Kükenventil mit
Handhebel, welches in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fällt.
-
Fig. 6 eine Darstellung einer veränderten Ausführung von Ventilteller
und Ventilspindel - Änderung gegenüber Figur 1 - Ventilteller im Schnitt dargestellt.
Mit
Figur 1 wird unter der Hinweiszahl 1 ein aus Hartkunstharz, beispielsweise aus Hartpolyesterharz,
bestehendes Ventilteller wiedergegeben. Dieser Ventilteller hat eine sphärische
Außenfläche und äst mit einer Bohrung 2 versehen.
-
Eine mit dem Ventilteller 1 in einem Stück gearbeitete Ventilspindel
3 ist derart angeordnet, daß sie sich-von der Ventiltelleroberfläche ausgehend nach
oben erstreckt. Die Achse der Ventilspindel 3 ist der Mitte des sphärischen Venti18ellers
1 zugeordnet und liegt zudem auch noch rechtwinkelig zur Achse der Bohrung 2. Auf
die Außenfläche des Ventiltellerswird ein Formlösemittel aufgetragen, welches zur
Gruppe der Vaseline und zu dem System der Polyvinylalkohole gehört: Auf der so mit
einem Formlösungsmittel behandelten Oberfläche des Ventiltellers 1 wird weiterhin
eine Mischung aus flüssigen Kunstharzrohrstoffen und aus einem weichen Polyesterharz
aufgetragen, desgleichen Peroxydkatalysatoren,@ z,B, Benzolperoxyde und liethyl.Äthyl.Keton-Peroxyd,
sowie ein Beschleuniger für Halberstarrung, z.B. Dimethylanilin und Kobaltnaphtenat,
so daß sich eine Weichkunstharzschicht S ergibt,: welche eine Dicke von ungefähr
1 mm hat. Wie aus Figur. 2 zu erkennen ist,ist der Ventilteller 1 derart
in einen Kern 6, in dem ein Steckbolzen 8 sitzt, eingesetzt, daß er entfernt werden
kann, und dies auf einem vom Steckbolzen 8 gehaltenen zylindrischen Bauelement 9
und zweier zylindrischer Kerne 10, welche auf den Steckbolzen 8 aufgesetzt sind.
Wie aus Figur 3 zu erkennen ist, welche die Ventilspindel 3 derart wiedergibt, daß
diese sich durch den Hohlraums 1Za einer zweiteiligen Form 7 nach oben hin erstreckt,
sind der Ventilteller und die Kernkonstruktion samt den von den Muttern 12 gehaltenen
Kernen 10 - die Muttern
sind dabei auf den Steckbolzen 8 geschraubt
- in den Hohlraum 11a eingesetzt, so daß die Innenform des zu formenden Ventilkörpers
13 genau festgelegt ist. Der Hohlraum 11a ist derart konstruktionsmässig ausgelegt,
daß er die äußere Form des Ventilkörpers bestimmt.
-
Wenn die aufgetragene riixture auch durch deren eigene exothermische
Reaktion zum.Gellieren kommt, so wird doch eine durch Zugabe eines Härtemittels
vorbereitete Hasse aus flüssigen Polyesterharzen solange kontinuierlich in den freien
Raum des Hohlraumes gespritzt, bis dieser Hohlraum .gefüllt ist, um auf diese Weise
dann den Ventilkörper 13 zu formen. Nach der vollständigen Erstarrung wird der so
geformte Ventilkörper 13 sam dem Ventilteller 1 und der Kernkonstruktion 6 aus der
zweiteligen Form
7 herausgenommen. Dann wird die Kernkonstruktion 6 von dem
Ventilteller 1 und dem Ventilkörper 13 dadurch entfernt, daß die Muttern 12 vom
Bolzen 8 zur Wegnahme der Kerne 10 fand des zylindrischen Elementes 9 abgeschraubt.
| in |
| Die aus Weichkunstharz bestehende Schicht 5 steht adhesiver |
Weise mit der Komposition in Verbindung, nach Ablauf des Erstarrungsprozessesy und
zwar derart, als ®b sie mit dem Ventilkörper 13 in einem Stück gearbeitet sei. Sie
läßt sich jedoch wegen des Formlösungsmittels leicht
von der sphärischen
Oberfläche des Ventiltellers 1 entfernen; das Lösungsmittel war auf die Oberfläche
des Ventiltellers 1 aufgetragen worden.
-
Was das Herstellungsverfahren einer derartigen Ventilkonstruk# tion
betrifft, so wird das Schrumpfen des Ventilkörpers 13
zu dem es
wegen: der Erstarrung der Kunststoffzusammensetzung kommt, von der Flexibilität
der aus Weichkunstharz bestehenden Schicht 5 aufgefangen, so daß sich der Ventilteller
1 immer glatt im Ventilkörper 13 drehen kann;: und-: dies uhbe-,. schadet der Grösse
der Schrumpfung, welche sich mit solchen Faktoren wie den physikalischen Eigenschaften:der
zur.Formung des Körpers erforderlichen harten Harze verändern kann. Mit Figur 4
wird eine fertige Ventilkonstruktion wiedergegeben. Diese Ventilkonstruktion ist
mit einem Handhebel versehen, welcher mittels eines Sprengringes 15 auf das vierekkige
Ende der Ventilspindel augfgesetzt ist.
-
Was den praktischen Einsatz der Ventilkonstruktion betrifft, so sind
die beiden Ventilkörperöffnungen 16 und 17 immer so ausgerichtet, daß sie mit zwei
(hier nicht dargestellten) Rohren zum Transport eines.Durehflußmediums übereinstimmen:
Wird gegenüber der mit Figur 4 wiedergegebenen Position der Hebel und mit-ihm die
Ventilspindel um 900 verstellt, dann ist der Durchgang von der einen Ventilkörperöffnung
zu der anderen Ventilkörperöffnung mitttels des Ventiltellers 1 gesperrt: Weil die
verschiedenen oder verschiedenartigen Temperatur-oder Wärmeausdehnungen des harten
Teiles des Ventilkörpers 13 und des Ventiltellers 1 durch die Flexibilität des weichen
Teiles 5 des Ventilkörpers aufgenommen werden, kommt es zu keinem unerwünschten
Spalt zwischen der Innenfläche des Ventilkörpers und der Außenfläche des Ventiltellers,
auch nicht unter dem.Einfluß der sich ändernden Temperaturen bei: dem das Ventil
durchfließenden Medium.
Figur 5 zeigt eine Ventilkonstruktion mit
Küken, bei dem der säulenförmige Ventilteller 101 koaxial zur Ventilspindel 103
angeordnet ist.
-
Bei den Ausführungen des Erfindungsgegenstandes kann der Ventilteller
statt aus Hartpolyesterharz auch aus anderen Hartkunstharzen hergestellt werden,auch
aus Metall, Keramik, Glas.'Weiterhin können Ventilteller und Ventilspindel auch
getrennt voneinander hergestellt werden.
-
Der Ventilkörper und die Schicht aus Weichkunstharz können jeweils
aus thermoplastischen Harzen, beispielsweise Polyester und Expoxydharzen, welche
dem gleichen System zugehören aber eine untershiediiche Härte aufweisen, wie die
Materialien, aus denen der Körper und die Schicht zusammengesetzt sind. Es ist weiterhin
zulässig, diesen Körper und diese Schicht aus verschiedenartigen Kunstharzen herzustellen,
unter der Voraussetzung, daß diese beiden verschiedenartigen Harze einen ähnlichen
Löslichkeitsgrad aufweisen. Sollten die Harze den vorerwähnten Bedingungen nicht
entsprechen, dann müßte die Außenfläche der weichen Harzschicht mit einer Reihe
von Vorsprüngen versehen sein, wie dies mit Figur 6 wiedergegeben wird. Diese Vorsprünge
sollen fest am Körper anliegen, wenn das zur Formung des Ventilkörpers dienende
Kunstharz in den Hohlraum der Form gespritzt wird.
-
Nachstehend seien einige-Beispiele von Materialzusammensetzungen gegeben,
welche im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung verwendet worden sind:
1)
Material zur Formung des Ventilkörpers: `
| Polyester 100 GEWICHTSTEILE |
| Mischung: |
| 60% Metyhl.Äthyl.Keton-Peroxyd |
| und 40% Dimethylphthalat |
| 1 BIS 2 GEWICHTSTEILE |
| Beschleuniger-Mischung: |
| (Metallseifen und Methyl.Äthy1. |
| Keton-Peroxyd und Cyclohexan- |
| Peroxyd) . |
| 0,5 BIS 1,0 GEWICHTSTEILE |
2) Material zur Formung der Kunstharzschicht auf der Oberfläche des Ventiltellers.:
| Beispiel 1: |
| Lösung:(ungesättigtes Alkyl- |
| harz in Styrolmonomer gelöst) 100 GEWICHTSTEILE |
| Mischung: |
| (6o% Methyl.Äthyl.Keton-Peroxyd |
| und 40% Dimethylphthalat) |
| 1 BIS 2 GEWICHTSTEILE |
| H@@ä@@äiY |
| Cobaltnaphthenat-Lösung |
| (mit 6% Kobalt) 0e5 BIS 2 GEWICHTSTEILE |
| Beispiel 2: |
| Lfl sung (wie zuvor) 100 GEWICHTSTEILE |
| Benzoperoxydpaste 0,5 bis 2 GEWICHTSTEILE |
| Beschleuniger auf |
| Aminbasis 025 BIS 2 GEWICHTSTEILE |
Wenn die hier vorliegende Erfindung auch in Bezug auf bevorzugte Ausführungen des
Erfindungsgegenstandes beschrieben worden ist, so soll die Erfindung jedoch nicht
nur darauf beschränkt seine sondern auch vielmehr alle Änderungen und Modifikationen
erlassen, die in den Rahmen der hier vorleigenden Erfindung fallen und in den dieser
Patentschrift beiliegenden Ansprüchen festgelegt sind.