DE2030689A1

DE2030689A1 - Flüssigkeitsventil

Info

Publication number: DE2030689A1
Application number: DE19702030689
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-22
Filing date: 1970-06-22
Publication date: 1971-12-23

Description

G-unnar Hjalmar lagher Fjälkinge (Schweden)

Flüssigkeitsventil

Die Erfindung "betrifft ein Flüssigkeitsventil, insbesondere für Wasserleitungen, mit einem Verschlußstück, das zu einem Ventilsitz hin und von ihm weg bewegbar ist, wobei die Abdichtung zwischen dem Verschluß stück und dem Sitz in der Sehließstellung des Ventils mit Hilfe einer Dichtung erfolgte

Zum Schließen eines Ventils der vorstehend angegebenen Art wird das Verschlußstück zu dem Ventilsitz hinbewegt und infolgedessen die Dichtung zwischen dem Verschlußstück und dem Sitz zusammengedrückt. Oft ist es jedoch notwendig, mindestens wenn das Ventil solange im Gebraucht steht, daß dag Dichtungsmaterial zu altern begonnen hat, mit Hilfe einer an dem Ventil vorgesehenen Nachstelleinrichtung, ζ_o B. eines Rades, eines Knopfes oder dergleichen, den auf die Dichtung ausgeübten Druck wiederholt zu erhöhen, wobei die Diohtung plastisch verformt wird. Die zusammengedrückte Dichtung kriecht, wobei das Dichtungsmaterial durch den schmalen

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Spalt zwischen dem Ventilsitz und dem benachbarten Rand des Verschlußstückes herausgepreßt wirdo Nach der Beendigung der zum Zusammendrucken führenden Bewegung bewirkt die plastische Verformung einen Spannungsabbau bzw» eine Relaxation in dem Dichtungsmaterial. Man erkennt, daß die plastische Verformung die Lebensdauer der Dichtung beträchtlich verkürzte

Die Ventile der vorstehend angegebenen Art haben

fc. ferner den Nachteil, daß beim Schließen des Ventils in einem Zeitpunkt, in dem sich die Flüssigkeit auf einer hohen Temperatur befindet, die Dichtung infolge der Wärmedehnung ein größeres Volumen besitzt_o Wenn nach dem Schließen des Ventils die Dichtung abkühlt und schrumpft, nimmt der Anpreßdruck an dem Sitz ab, so daß die Abdichtung teilweise oder vollständig verlorengehen kann„

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Ventils, in dem- die vorstehend angegebenen Nachteile und Beschränkungen beseitigt oder stark verringert sind. Nach dem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist das Verschlußstück so eingerichtet, daß bei geschlossenem Ventil ™ die Dichtung nicht nur in der vorstehend beschriebenen Weise mechanisch unter Zusammendrücken der Dichtung, sondern auch hydrostatisch gegen den Sitz gedrückt wird, indem die Flüssigkeit veranlaßt wird, einen Druck gegen den von dem Sitz abgekehrten Teil der Dichtung auszuüben«

Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Verschlußstücken im Axialschnitt zeigenο

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Pig. 1 zeigt ein Ventil bekannter Arte Dabei zeigt Pig. 1 a die Relativstellung zwischen dem Versehlußstück und dem Sitz in dem Augenblick, in dem eine Berührung zwischen diesen beiden !eilen hergestellt worden ist, während Pig. 1 b ein vollständig geschlossenes Ventil darstellt.

Pig. 2 - 5 zeigen je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das in Pig. 1 gezeigte, bekannte Verschlußstuck 1 ist im wesentlichen glockenförmig und zum Zusammenwirken mit einem Ventilsitz 2 bestimmt· Das Verschlußstück hat einen massiven Oberteil 1 und einen mantelartigen Unterteil 4. Dieser und ein zentraler Zapfen 5 begrenzen eine Ringnut, welche die Dichtung 3 enthält«, Der Zapfen 5 hat oben einen Portsatz, durch den das Verschlußstiick mit der Betätigungseinrichtung für das Ventil verbunden ist« Diese Teile des Ventils können von jeder bekannten oder geeigneten Art sein und sind daher im vorliegenden Zusammenhang nicht von Interesse und auch nicht dargestellte An dem unteren Ende des Zapfens 5 ist ein Plansch 6 zum Pesthalten der Dichtung 3 angebracht·

Pig. 1 a zeigt, daß in der Stellung, in welcher die Dichtung 3 eben den Ventilsitz 2 berührt, der Axialabstand h.j zwischen dem Ventilsitz und dem unteren Rand des mantelartigen Teils 4 relativ groß ist· Dies ist notwendig, damit bei einer weitergehenden Abwärtsbewegung des Verschlußstückes die Dichtung zusammengedrückt und eine Abdichtung erzielt wird· Pig. 1 b zeigt, wie infolge dieser Ausbildung auch im geschlossenen Zustand des Ventils der Axialabstand Iw zwischen dem Verschlußstück und dem Sitz so groß ist, daß das Dichtungsmaterial durch den entsprechenden Spalt heraustreten

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kanne Nach einer mehr oder weniger längen Zeit führt diese Verformung zum Abscheren der fließgepreßten TeUe₉ so daß eine einwandfreie Abdichtung noch schwieriger wird_e

Figo 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung· Wie aus dieser Figur hervorgeht, füllt die Dichtung 3 die sie aufnehmende, im Querschnitt im wesentlichen rechteckige Ringnut nicht vollständig aus. Die Dichtung hat im wesentlichen das Profil eines Parallelepipeds, d₀ ho, daß an der äußeren und der inneren Seitenwandung der Hut im Querschnitt dreieckige Bäume 7 und 8 freibleiben, die durch radiale Kanäle 9 miteinander verbunden sind. Der innere Raum 8 steht über radiale Kanäle 10 und eine Axialbohrung 11 in dem Zapfen 5 mit dem zentralen Flüssigkeitskanal in Verbindung, der von dem Sitz 2 umgeben ist„ Infolgedessen strömt die Flüssigkeit durch die Bohrung 11 und den Kanal 10, 9 in die Räume 8 und 7 und füllt sie aus, so daß sie mit dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit beaufschlagt sind» Die auf diese Weise auf die Dichtung ausgeübten Kräfte haben axiale Komponenten, welche trachten, die Dichtung gegen den Sitz zu drücken« Es versteht sich ferner, daß radial auswärtsgerichtete Druckkomponenten trachten, den vorspringenden äußeren Randteil der Dichtung gegen die Innenwandung des Verschlußstückes zu drücken. Dieser Beitrag zu dem Schließdruck ermöglicht eine entsprechende Herabsetzung der mechanischen Kraft, die zum Zusammendrücken der Dichtung dient. Man kann auf diese Weise die vorstehend angegebenen Nachteile beseitigen, die auf die plastische Verformung des Materials zurückzuführen sind.

Durch die Herabsetzung der zum Zusammendrücken führenden Axialbewegung wird auch das Fließpressen des Dichtungsmaterials zwischen dem unteren Rand des Verschluß-

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Stückes und dem Sitz verhindert, so daß die Höhe h. des Spaltes zwischen dem Verschluß stück und dem Sitz in dem Zeitpunkt, in dem die Dichtung den Sitz zu berühren beginnt, niedriger ist. Da der hydrostatische Druck der Flüssigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit praktisch unabhängig ist, nimmt in dem erfindungsgemäßen Ventil nach dem Abkühlen der Schließdruck weniger stark ab als in den bekannten Ventilen«. Diese Abnahme ist davon abhängig, wie in einem gegebenen Ausführungsbeispiel der Erfindungen die mechanische und die hydrostatische Schließkraft aufeinander abgestimmt werden. In diesem Zusammenhang spielt natürlich auch der statische Druck in dem Wasserrohr oder dergleichen eine Rolle, in dem das Ventil angeordnet ist.

In dem in Figo 3 dargestellten Ausführungsbeispiel tritt die Flüssigkeit nicht zentral durch den Zapfen 5, sondern durch einen Ringkanal 12, der zwischen dem Zapfen 5 und der Dichtung 3 vorhanden ist» An der Oberseite der Dichtung greift eine Scheibe 13 an, die mit radialen Kanälen 14 für die Beaufschlagung der Oberseite der Dichtung mit dem hydrostatischen Druck ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Oberseite der Dichtung jedoch nicht konvex, sondern konkav, weil sie mit einer Nut 15 ausgebildet ist, die im wesentlichen U-profilförmig und in der Umfangsrichtung der Dichtung geschlossen ist»

Der Hauptunterschied zwischen der Ausführungsform nach Fig. 4 und der soeben beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daß gemäß Fig· 4 die Scheibe 13 durch radiale Kanäle in dem Verschlußstück 1 selbst ersetzt ist« Diese Kanäle sind zwischen radialen Rippen 16 vorhanden, über die ein mechanischer Druck auf die Oberseite der Dichtung ausgeübt wird· Die Breite jeder dieser Rippen in der Umfangsrichtung soll gegenüber der entsprechenden Abmessung der zwischen den Rippen vorgesehenen Kanäle groß sein.

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Pig. 5 zeigt ein Ausführungebeispiel der Erfindung mit einem Verschlußstück, dessen Ausbildung zwecks Herabsetzung der Herstellungskosten stark vereinfacht ist. Das Verschlußstück 1 besteht aus einem Mantel, der durch Ausstanzen und Pressen aus Blech hergestellt ist_o Es ist kein Zapfen vorhanden, der sich über die ganze Tiefe der Dichtung erstreckt, sondern diese ist durch eingebördelte Teile 17 des Verschlußstückmantels festgehalten. Schließlich ist zu beachten, daß die zum Zuführen von Flüssigkeit in die Ringnut 15 in der Oberseite der Dichtung 3 dienenden, radialen Kanäle 18 in diesem Fall in der Dichtung selbst ausgebildet sind ο

Die vorstehend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung dienen nur zur Erläuterung des Erfindungsgedankens, der darin besteht, daß eine durch mechanischen Druck erzeugte Druckkraft und eine von dem statischen Druck der Flüssigkeit abgeleitete, hydrostatische Kraft gemeinsam zur Wirkung gebracht werden. Im Hahmen der Erfindung sind zahlreiche andere Ausführungsformen denkbar, von denen nur eine erwähnt werden soll. Die Dichtung braucht nicht ringförmig zu sein, sofern sie an flüssigkeitsgefüllte Räume' angrenzende Teile besitzt, die so ausgebildet sind, daß der hydrostatische Druck zur Erzeugung von Kräften führt, die trachten, die Dichtung an dem Sitz angedrückt zu halten.

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Claims

Pat entanBprüche

Flüssigkeitsventil, insbesondere für Wasserleitungen in Haushalten, mit einem Verschluß stück,- das zu einem Ventilsitz hin und von ihm weg bewegbar ist, wobei die Abdichtung zwischen dem Verschlußstück und dem Sitz in der Schließstellung des Ventils mit Hilfe einer Dichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (1) so eingerichtet ist, daß zum Andrücken der Dichtung (3) gegen den Sitz (2) bei geschlossenem Ventil die Dichtung einerseits zwischen dem Verschlußstück (1) und dem Sitz (2) mechanisch zusammengedrückt und andererseits der von dem Sitz abgekehrte Teil der Dichtung mit dem hydrostatischen Druck der flüssigkeit beaufschlagt wird.
2. Flüssigkeitsventil nach Anspruch 1, in dem das Verschlußstück einen axialen Zapfen besitzt, der eine zentrale Ausnehmung der Dichtung (3) durchsetzt und mit einem radial auswärts vorstehenden !Plansch (6) zum Halten der Dichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß d.er Zapfen (5) mit Mitteln {10, 11) versehen ist, die einen Eintritt der Flüssigkeit in Räume (7» 8; 15) gestatten, in denen der von dem Sitz abgekehrte Teil der Dichtung (3) mit dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit beaufschlagt ist.
3. Flüssigkeitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel eine axiale Bohrung (11) in dem Zapfen (5) aufweisen.

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4ο Flüssigkeitsventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (11) des Zapfens durch radiale Kanäle (10) in dem Zapfen (5) mit den Räumen (7„ 8) in Verbindung steht·

β Flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Dichtung (3) und jenem Seil des Verschlußstückes, der bei geschlossenem Ventil einen Druck auf die Dichtung ausübt, radiale Kanäle (18$ 14) in der Dichtung oder in einer zwischen der Dichtung und dem Verschlußstück angeordneten Scheibe (13) ausgebildet sind.

ο !flüssigkeitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Ventilsitz" abgekehrte Teil der Dichtung (3) eine Vertiefung (15) besitzt, die sich längs des Umfanges der Dichtung erstreckt und im wesentlichen aus einer U- oder V-profilförmigen Nut besteht.

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