DE2550571A1

DE2550571A1 - Einstellbares drehklappenventil

Info

Publication number: DE2550571A1
Application number: DE19752550571
Authority: DE
Inventors: James B Hills; Robert H Osthues
Original assignee: Worcester Controls Corp
Current assignee: Worcester Controls Corp
Priority date: 1974-11-18
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1976-05-26
Also published as: US3910552A; CA1021759A; JPS5158714A; IL47548A0; FR2291425B3; GB1490443A; FR2291425A1; JPS5317769B2; BR7504648A; IL47548A

Description

Rolf Charrier

69oo/ο3/Fi Augsburg, 1o. November 1975

WORCESTER CONTROLS CORPORATION West Boylston, Massachusetts o1583, USA

Einstellbares Drehklappenventil

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung mit einer drehbaren Platte bzw. ein Scheibendrosselventil, welches im folgenden als Drehklappenventil bezeichnet wird.

Drehklappenventile sind an sich bekannt. Solche Ventile umfassen normalerweise eine Ventileinheit, die aus einem vergleichsweise dünnen Körper mit einer schwenkbar angebrachten Ventilscheibe besteht, der eine Abdichtung zugeordnet ist, wobei die ganze Einheit so bemessen ist, daß sie eine Dicke hat, die dem Abstand oder der "Verlegelänge" zwischen einem Paar von Rohrflanschen einer Rohrleitung bzw. Pipeline entspricht. Die Einheit wird in den Raum zwischen den Rohrflanschen eingeführt und in dieser Stellung durch Bolzen gehalten, die sich zwischen den Rohrflanschen erstrecken, so daß in der Rohrleitung eine Druckminderung vorgenommen werden kann (US-PSn 3 o69 128 und 3 376 o14).

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Im allgemeinen geht man davon aus, daß solche Drehklappenventile ziemlich billig sind, die unter nicht kritischen Betriebsbedingungen eingesetzt werden. Von solchen Ventilen ist bekannt ., daß sie sowohl in Axialrichtung durch das Ventil, wenn sich das Ventil in der Schließlage befinden soll _f als auch in Radiair'ichtung aus dem Ventil und dem Rohrsystem heraus, insbesondere im Bereich der Achsdichtungen der Ventilscheibe, lecken. Diese unerwünschten Eigenschaften beruhen darauf, daß die bekannten Ventile der Scheibenbauweise Sitze und Dichtungen der O-Ringbauweise verwenden, die nach einem Benutzungszeitraum verschleißen und undicht werden, wobei solche Ventile so gebaut sind, daß, wenn Undichtigkeiten einmal eintreten, keine Möglichkeit besteht, diesen Zustand zu beseitigen, es sei denn, die Ventileinheit wird entfernt und durch eine neue ersetzt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, dieses Hauptproblem der bekannten Scheibenventile durch Schaffung einer Ventileinheit auszuräumen, welche eine weitaus massivere Sitzanordnung als die bei den bekannten Ventilen übliche zusammen mit einer Einstellungseinrichtung verwendet, die so arbeitet, daß der auf den Sitz durch die aneinandergrenzenden Gehäuse- und Ventilscheibenaufbauten ausgeübte Druck verändert wird, um eine gute Abdichtung zwischen der Ventilscheibe, ihrer Achse und dem Ventilsitz neu herzustellen, wenn irgendeine Undichtigkeit auftreten sollte.

Die bekannten Ventilanordnungen der Scheibenbauweise haben weiterhin den Nachteil, daß sich die Verlegelängen bzw. die Abstände zwischen den Rohrflanschen von Installierung zu Installierung ändern können. Da es üblich war, eine bestimmte Klappen- bzw. Scheibenventileinheit so zu

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dimensionieren, daß sie eine vorgegebene axiale Abmessung hat, die einer speziellen Verlegelänge entspricht, war es erforderlich, Ventileinheiten unterschiedlicher Verlegelängen für den Einsatz bei vielen unterschiedlichen Installierungen oder an vielen unterschiedlichen Stellen bei einer vorgegebenen Montage vorzusehen. Dieser weitere Nachteil wird erfindungsgemäß durch eine Scheibenventileinheit in Modulbauweise mit einer Hauptventileinheit beseitigt, deren axiale Abmessung kleiner ist als der Abstand zwischen den Rohrflanschen, während zusammen mit dieser Einheit ein Paar von stirnseitigen Metallringen vorgesehen wird, die eine axiale Abmessung haben, welche bei Benutzung in Verbindung mit der Haupteinheit genügen, um eine zusammengesetzte axiale Abmessung zu erzielen, die der Verlegelänge bei jeder speziellen Montage entspricht. So kann die gleiche Haupteinheit bei einer Vielzahl unterschiedlicher Installierungen einfach dadurch benutzt werden, daß der Haupteinheit stirnseitige Ringe geeigneter Stärke zugeordnet werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von einer Drehklappenventilanordnung, welche zwischen einem Paar von im Abstand angeordneten Rohrflanschen in einer Rohrleitung einsetzbar ist, wobei die Flansche eine Vielzahl von Bolzen aufweisen, die sich dazwischen in Axialrichtung quer zu den Flanschen zur Ausübung axial gerichteter Kräfte auf die Anordnung erstrecken, um die Anordnung zwischen den Rohrflanschen zu halten, durch ein Paar von getrennten Gehäusehälften aus Metall oder dergleichen gelöst, die im wesentlichen einen halbkreisförmigen Querschnitt haben und im Abstand einander gegenüberliegend so angeordnet sind, daß sie zwischen sich einen im wesentlichen kreisförmigen Bereich bilden. Jede der Gehäusehälften hat ebene Seiten sowie ein Paar von im Abstand angeordneten

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planparallelen Stirnflächen, die fluchtend ausgerichtet zu den im Abstand angeordneten planparallelen Stirnflächen der anderen Gehäusehälfte angeordnet sind. Jede der Stirnflächen ist für eine Anordnung im Abstand und im wesentlichen parallel zu den Rohrflanschen ausgelegt. Die Abmessung von Fläche zu Fläche zwischen den im Abstand angeordneten Stirnflächen einer jeden Gehäusehälfte ist kleiner als der Abstand zwischen den Rohrflanschen.

In dem im wesentlichen kreisförmigen Bereich zwischen den Gehäusehälften ist ein vergleichsweise massiver elastischer Ringsitz mit einer einheitlichen ringförmigen Gestalt angeordnet. In dem Ringsitz ist eine Ventilscheibe für eine Schwenkbewegung durch Betätigung von Achsabschnitten vorgesehen, die sich von diametral gegenüberliegenden Abschnitten der Ventilscheibe aus durch Öffnungen in dem Ringsitz hindurch und in die gegenüberliegenden Gehäusehälften erstrecken. Der Außenumfang der Ventilscheibe steht in Eingriff mit der Innendurchmesserfläche des Ringsitzes, während die Außendurchmesserflache des Ringsitzes in Eingriff mit den im Abstand angeordneten, im wesentlichen halbkreisförmigen Innenflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften steht.

Zwischen den Gehäusehälften erstrecken sich zur Ausübung radial gerichteter Kräfte zwischen den Gehäusehälften einstellbare Befestigungsmittel, wie Bolzen, um so den radialen Abstand zwischen den Gehäusehälften v/ahlweise ändern zu können. Die Einstellung der Befestigungsmittel dient somit für eine entsprechende Änderung der Druckkräfte, die von den Gehäusehälften auf den Ringsitz ausgeübt werden, wodurch die Dichtkräfte zwischen dem Ringsitz und der Ventilscheibe sowohl im Bereich des ümfangs der Ventilscheibe als auch im Bereich ihrer Achs© geändert werden.

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Im Abstand voneinander in Eingriff mit den fluchtend ausgerichteten Stirnflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften sind zwei gesonderte Abstandsringe aus Metall oder Stirnringe mit ebener ringförmiger Gestalt, die notwendigerweise nicht identisch zu sein brauchen, angeordnet, um die Räume zwischen den Stirnflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften und den Rohrflanschen auszufüllen. Der Außendurchmesser eines jeden Distanzringes ist ausreichend groß, um den Distanzring in einem Eingriff Metallfläche an Metallfläche mit den angrenzenden ausgerichteten Stirnflächen der Gehäusehälften und mit den angrenzenden Stirnflächen in einem radialen Schiebeeingriff zu halten, wenn der radiale Abstand zwischen den Gehäusehälften durch Einstellen der Befestigungsmittel variiert wird. Der Innendurchmesser eines jeden der flachen bzw. ebenen Distanzringe ist kleiner als der als Maximum eingestellte Durchmesser des im wesentlichen kreisförmigen Bereichs zwischen den gegenüberliegenden Gehäusehälften, so daß die Abstandsringe oder stirnseitigen Ringe ebene Oberflächenabschnitte bilden, die über dem Außendurchmesser des Ringbereiches liegen und die an den Stirnflächen des Ringsitzes angreifen, um auf diesen in einer Richtung senkrecht zu den Rohrflanschen axiale Kräfte auszuüben. Jeder der Distanzringe hat einstückig angeformt einen Rand, der sich in Axialrichtung ausgehend von dem Innendurchmesser des Distanzrings erstreckt, wobei der Rand eines jeden Abstandsringes an einem begrenzten Randabschnitt des Ringsitzes an dessen Innendurchmesser angrenzend an die Stirnfläche des Ringsitzes angreift. Die Ränder des Distanzringes oder stirnseitigen Ringes zentrieren so die Distanzringe bezüglich des Ringsitzes und bezüglich der gegenüberliegenden Gehäuseabschnitte und tragen zum Abstützen des Ringsitzes in der Stellung bezüglich der gegenüberliegenden Gehäusehälften bei, wodurch die Möglichkeit auf ein Minimum reduziert oder ausgeschlossen wird, daß der Sitz unter Be- " triebsbedingungen herausgespült wird.

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Der Ringsitz kann aus einem einzigen Ring aus elastomeren Material oder gewünschtenfalls aus einem Verbundring bestehen, der einen ersten Ring aus einem vergleichsweise elastischen Material, welches an den halbkreisförmigen Innenflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften angreift, und einen zweiten Ring eines schützenden Kunststoffs, beispielsweise Teflon, hat, der zwischen dem ersten Ring und dem Umfang der Ventilscheibe angeordnet ist.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Drehklappenventilanordnung, die zwischen einem Paar von im Abstand angeordneten Rohrflanschen einer Pipeline einsetzbar ist. Die Ventilanordnung hat ein Paar von Gehäusehälften aus Metall mit flachen Seiten und einem im wesentlichen halbkreisförmigen Innenquerschnitt. Die Gehäusehälften sind im Abstand einander gegenüberliegend so angeordnet, daß sie zwischen sich einen im wesentlichen kreisförmigen Bereich bilden. In diesem Bereich ist ein mit flachen Seiten versehener, vergleichsweise massiver Ringsitz aus einem elastischen Material angeordnet. In dem Ringsitz ist eine Ventilscheibe für eine Schwenkbewegung installiert. Auf den gegenüberliegenden Seiten der Gehäusehälften sind im axialen Abstand zueinander im Metall-Metall-Kontakt mit den angrenzenden ebenen Flächen der Gehäusehälften und in abdichtendem Eingriff mit den Stirnflächen des Ringsitzes ein Paar von ebene Seiten aufweisenden stirnseitigen Ringen angeordnet. Jeder dieser stirnseitigen Ringe hat einen nach außen vorstehenden Rand, der mit einem begrenzten Randbereich des kreisförmigen Innenumfangs des Ringsitzes in Eingriff steht, wodurch der stirnseitige Ring bezüglich der gegenüberliegenden Gehäusehälften zentriert wird und ein Herausspülen des Ringsitzes verhindert. Zwischen den Gehäusehälften erstrecken sich Bolzen, damit der radiale Abstand zwischen den Gehäusehälften variiert werden kann, um die Dichtungskräfte zwischen der Ventilscheibe und dem

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Ringsitz zu ändern. Weitere Bolzen erstrecken sich zwischen den Rohrflanschen in Axialrichtung, um die zv/ischen den Rohrflanschen, stirnseitigen Ringe, Gehäusehälften und dem Ringsitz dann herrschenden Axialkräfte aufzubringen.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Drehklappenventils in einem teilweise aufgebrochenem Axialschnitt,

Fig. 1A das Zusammenwirken zwischen dem Ringsitz und einem benachbarten stirnseitigen Ring in einer Einzelheit,

Fig. 2 eine Ansicht des Ventils längs der Linie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil des Ventils in geschlossenem Zustand,

Fig. 4 einen Teil der Ventileinheit mit einer modifizierten Sitzanordnung und

Fig. 5 die Ventileinheit auseinandergezogen.

Das Drehklappenventil 1o ist für die Anordnung zwischen einem Paar von Rohrflanschen 11 und 12 in einer Pipeline ausgelegt. Die Flansche haben eine Vielzahl von axial ausgerichteten Bolzen 13, die sich zwischen ihnen erstrecken und zur Ausübung axial gerichteter Kräfte auf die Ventileinheit 1o dienen, um die Einheit zwischen den Rohrflanschen an Ort und Stelle zu halten. Die Ventileinheit 1o hat eine axiale Gesamtabmessung, die dem Abstand zwischen den Rohrflanschen 11 und 12 entspricht. Die Ventileinheit ist mit herkömmlich gebauten Drehklappenventilen austauschbar,

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da das herkömmliche Ventil aus dem Raum zwischen den Flanschen 11 und 12 herausgenommen und das erfindungsgemäße modifizierte Ventil eingeschoben werden kann.

Die Ventileinheit 1o weist ein Paar von getrennten metallischen Gehäusehälften 14 und 15 auf, die einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt (Fig. 2 und 5) haben und im Abstand einander gegenüber so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein im wesentlichen kreisförmiger Bereich begrenzt wird. Der Abstand zwischen den Gehäusehälften 16 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Jede Gehäusehälfte hat ein Paar von nach außen stehenden Flanschen 17 und 18 mit darin vorgesehenen Öffnungen 19 für die Aufnahme von Mutter-Bolzen-Anordnungen 2o, die als einstellbare Befestigungsmittel dienen, um wahlweise den radialen Abstand zwischen den Gehäusehälften 14 und 15 für die im nachstehenden beschriebenen Zwecke ändern zu können.

Die beiden Gehäusehälften 14 und 15 haben jeweils ebene Seiten. Die einander gegenüberliegenden ebenen Seiten einer jeden Gehäusehälfte werden in im wesentlichen zu den Innenflächen der Rohrflansche 11 und 12 parallelen Ebenen angeordnet. Jede Gehäusehälfte hat planparallele Stirnflächen, die fluchtend zu den im Abstand angeordneten planparallelen Stirnflächen der anderen Gehäusehälfte (Fig. 1)und 3) angeordnet werden, wobei die Abmessung χ zwischen den Flächen einer jeden Gehäusehälfte kleiner ist als die Verlegelänge y zwischen den Rohrflanschen. Diese Differenz zwischen den Flächenabmessungen des Gehäuses des Ventils und der Verlegelänge der Rohrflansche wird durch den Einsatz von Distanzoder Stirnringen aufgenommen, die mit den gegenüberliegenden Gehäusehälften in der nachstehenden Weise zusammenwirken.

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In dem im wesentlichen kreisförmigen Bereich zwischen den Gehäusehälften ist ein elastischer Ringsitz 21 angeordnet, dessen Außendurchmesserflache in direktem abdichtenden Eingriff mit den im Abstand angeordneten, im wesentlichen halbkreisförmigen Innenflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften 14 und 15 (Fig. 3) in Eingriff steht. Der Ringsitz 21 kann einen inneren Kreisumfang gleichmäßiger Abmessung haben, wie dies in den Figuren 3 und 5 gezeigt ist. Der Innenumfang des Ringsitzes kann jedoch auch einen Randabschnitt mit einem ersten Durchmesser auf v/eisen, der in einen Mittelabschnitt 21a eintaucht, der nach innen zur Achse des Ventils vorsteht, wie dies in Fig. 1 und 1A gezeigt ist. Darüber hinaus kann der Ringsitz ein homogenes elastisches Material, beispielsweise ein Elastomer, wie dies in den Figuren 1, 1A und 3 gezeigt ist, oder einen Verbundaufbau (Fig. 4) aufweisen, der aus einem elastomeren Ring 21b besteht, dessen Innenumfang einen weiteren Ring 21c aus einem schützenden Kunststoff, wie Teflon, hält. Unabhängig davon, ob der Sitz nur aus einem Elastomeren oder aus einem Verbundaufbau besteht, ist es wesentlich, daß der Sitz ausreichend fest oder hart ist, so daß, wenn das Ventil in der Leitung installiert wird, eine ausreichende Spannung auf den Sitz über das Eindrücken des Ventils in die Leitung zur Bildung einer geeigneten Dichtung ausgeübt wird.

In dem Ringsitz 21 ist eine Ventilscheibe 22 angeordnet, die eine Schwenkbewegung ausführen kann. Der Außenumfang der Scheibe 22 steht in abdichtendem Eingriff mit dem Innenumfang des Ringsitzes (Fig. 3). Die Scheibe 22 ist mit einem Paar von diametral gegenüberliegenden Achsabschnitten 23, 24 versehen, die sich durch entsprechende Öffnungen 23a, 24a in dem Ringsitz (Fig. 5) hindurch und dann in Lager in den gegenüberliegenden Gehäusehälften erstrecken, so daß die Scheibe wahlweise über 9o° durch eine von Hand betätigte

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oder eine automatisch wirkende Einrichtung 25 (Fig. 1 und 2) zum Öffnen oder Schließen des Ventils gedreht werden kann. Die Achsabschnitte 23, 24 sind mit der Scheibe 22 unter Mitwirkung vergrößerter Schulterabschnitte 26« verbunden, die auf den Innenumfang des Sitzringes 21 drücken und eine Achsabdichtung bilden.

Die Ventileinheit wird durch ein Paar von getrennten Distanzringen oder Stirnringen 26, 27 aus Metall vervollständigt, von denen jeder mit ebenen Seitenflächen versehen ist. In Fig. 5 ist nur einer dieser Ringe gezeigt. Die beiden Ringe 26 und 27 sind vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise identisch und axial im Abstand zueinander auf den gegenüberliegenden Seiten der gegenüberliegenden Ventilkörper 14 und 15 angeordnet, wobei sich jeder Ring durchgehend um den kreisförmigen Bereich erstreckt, der zwischen den gegenüberliegenden Gehäusehälften begrenzt ist. Jeder Stirnring hat einen Außendurchmesser, der größer ist als der maximal eingestellte Durchmesser des kreisförmigen Bereichs zwischen den Gehäusehälften, so daß eine ebene, innenliegende Oberfläche eines jeden Stirnrings 26, 27 immer in einem Metall-Metall-Eingriff mit den angrenzenden ebenen Stirnflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften unabhängig davon steht, wie der radiale Abstand zwischen den gegenüberliegenden Gehäusehälften verändert werden kann. Zusätzlich ist der Innendurchmesser eines jeden Stirnringes 26, 27 ausreichend klein, so daß gewährleistet ist, daß die ebene Innenseite eines jeden Stirnrings einen Abschnitt aufweist, der über der angrenzenden Stirnfläche des Ringsitzes 21 liegt und abdichtend daran angreift. Wenn die durchgehenden Bolzen 13, die sich zwischen den Flanschen 11 und erstrecken, festgezogen werden, hat dies zur Folge, daß Axialkräfte nicht nur über die Stirnringe 26 und 27 auf die gegenüberliegenden Gehäusehälften 14 und 15 für ein

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Inlagehalten der Ventileinheit ausgeübt werden, sondern daß auch Axialkräfte zwischen den Stirnringen 26 und 27 und dem Ringsitz 21 ausgeübt v/erden, welche dazu beitragen, den Ringsitz an Ort und Stelle zu halten und eine gute Abdichtung zwischen dem Ringsitz und den Stirnringen zu erzielen.

Jeder Stirnring 26, 27 hat weiterhin einen in einem Stück angeformten Ringrand 26a bzw. 27a, der sich in Axialrichtung von der Innendruchmesserflache des fraglichen Stirnrings in die Eingriffslage mit einem begrenzten Randabschnitt des inneren kreisförmigen Umfangs des Ringsitzes erstreckt. Die Ränder 26a und 27a üben somit die Funktion einer Plazierung dadurch aus, daß sie die beiden Stirnringe 26, 27 bezüglich des Ringsitzes 21 und bezüglich der gegenüberliegenden Gehäusehälften 14 und 15 zentrieren. Die Ränder 26a und 27a unterbinden auch jedes Durchbiegen oder Verwinden des Ringsitzes 21, wodurch die Möglichkeit ausgeschlossen bzw. auf ein Minimum reduziert wird, daß der Ringsitz "weggespült" wird, d. h. bezüglich der Gehäusehälften durch schnell strömende Fluide verschoben wird. Die Stärke der beiden Stirnringe oder Distanzringe 26, 27 wird bezüglich der axialen Abmessung der Gehäusehälften 14, 15 so gewählt, daß, wenn diese getrennten Elemente in der beschriebenen Weise montiert v/erden, die gesamte Ventileinheit eine axiale Abmessung hat, die dem Abstand y zwischen äon Rohrflanschen 11 und 12 entspricht. Dadurch, daß austauschbare, nicht zur Einheit gehörende Stirnringe, wie die Stirnringe 26, 27, vorgesehen werden, kann das Ventil leicht verschiedenen Flanschflächen oder Gehäusestärken je nach Wunsch angepaßt v/erden.

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Die verschiedenen beschriebenen Elenente v/erden, wie dies in den Zeichnungen gezeigt ist, in der Praxis zusammengefügt und dann zwischen die "ohrFlansche 11 und 12 geschoben. Der Benutzer kann, falls dies erwünscht ist und wie dies In herkömmlicher Weise vorgenommen wird, geeignete Dichtungen zwischen den Außenflächen der Stirnrin<je 26 und 27 und den Innenflächen der Rohrflansche 11, 12 vorsehen. Bann werden die Bolzen 13 angesogen, wodurch die Ventileinheit in die Leitung in abdichtender Beziehung zu den Rohrflanschen gedrückt wird. frJenn die Einheit auf diese fJeise in der Leitung unter Druck gehalten wird, befindet sich der Aoißemnrtfang des Ringsitzes 21 in einem Dichtungseingriff mit den inneren, im wesentlichen halbkreisförmigen Oberflächen der Gehätasehälften 14 und 15, wobei die Stirnflachen des Tiingsitzes 21 in einem abdichtenden Eingriff mit den inneren ebenen Flächen der Stirnringe 26 und 27 stehen und der Innenumfang des Ringsitzes einen abdichtenden Eingriff mit dem AuSenumfang der Ventilscheibe 22 und mit dessen Achsschultern 26* hat.

Wenn die erforderliche Abdichtung bei der ursprünglichen .Montage nicht hergestellt wird oder wenn das Ventil nach einer Laufzeit zu lecken beginnen sollte, können die Bolzen 13 etwas gelöst werden. Anschließend können dann die Bolzen 2o je nach Notwendigkeit gelöst oder angezogen werden, um die gewünschte Stärke der Dichtungskräfte zu erreichen. Anschließend können die Bolzen 13 wieder festgezogen werden. Kahrend der Einstellung der Bolzen 2o und der sich daraus ergebenden Bewegung der Gehäusehälften 14 und 15 aufeinander zu und voneinander weg, verschieben sich die inneren ebenen Flächen der Stirnringe 26, 27 in Radialrichtung gleitend bezüglich der gegenüberliegenden ebenen Oberflächen der Gehäusehälften, wodurch der gewünschte Metall-Metall-Kontakt zwischen den Stirnringen und den Gehäusehälften aufrechterhalten wird und die inneren ebenen Oberflächen der

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Stirnringe in Eingriff mit den äußeren Stirnflächen des Ringsitzes 21 gehalten werden.

Um zu gewährleisten, daß entsprechende Dichtungskräfte zwischen den Stirnflächen des Ringsitzes 21 und den angrenzenden inneren ebenen Oberflächen der Stirnringe 26, 27 gegeben sind, ist vorzugsweise die axiale Abmessung des Ringsitzes 21 in dem Zustand, in welchem keine Spannungen v/irden, etwas größer als die Abmessung von Fläche zu Fläche der Gehäusehälften 14, 15 vor der Montage der verschiedenen Elemente, so daß, wenn die Elemente montiert sind, die Stirnringe 26, 27 den Pingsitz 21 in einen "kürzeren Zustand" quetschen und dadurch die erforderlichen Dichtungskräfte zwischen den Stirnringen und dem Ringsitz erzeugen. Die darauffolgende Einstellung des radialen Abstandes zwischen den gegenüberliegenden Gehäusehälften und die sich daraus ergebende Änderung der Radialkräfte, die auf den Ringsitz wirken, führt zu einem Ausbauchen bzw". Beulen des ^p.ingsitzes in einem größeren oder geringeren Ausmaß bezüglich des Unfangs der Scheibe 21 und bezüglich ihrer Achsschultern ?.(·', weil die axiale Abmessung des Ringsitzes durch die gegenüberliegenden Stirnringe 26, 27 festgehalten wird. Obwohl die Einstellung durch Schließen von zwei halbkreisförmigen Gehäusehälften um einen vollständig kreisförmigen Ringsitz herum erfolgt, was ersichtlich zu einer nicht gleichförmigen Einschnürung dazwischen führt, hat es sich jedoch gezeigt, daß die Eigenschaften des verwendeten Elastomerer, eine ausreichende Elastizität für eine angemessene und einstellbare Abdichtung geben, unabhängig davon, ob der Sitz ein homogenes Elastomer oder ein Verbundringaufbau ist, wie ein mit Teflon ausgekleideter Kautschuksitz.

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Da das Ventil im wesentlichen il^tall auf Metall montiert wird, mit Ausnahme der dazwischenliegenden dünnen, nicht elastischen Dichtungen, die den Innenflächen der Rohrflansche 11 und 12 zugeordnet werden können, ergeben sich keine Ausrichtungsprobleme, die manchmal bei anderen Arten von Drehklappenventilen entstehen. Die erfindungsgemäß gebauten Ventile können auf einer Auswechsel- und Wartungsbasis dort benutzt v/erden, v/o andere Arten von bisher geläufigen Scheibenventilen eingesetzt sind, wobei die erfindungsgemäßen Ventile leicht als Ersatz für bereits in Betrieb befindliche Ventile dienen können. Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Ventils zählen das zwangsschlüssige Zudrehen sowie eine lange Lebensdauer, insbesondere dadurch, daß jede Neigung zum Undichtwerden leicht durch die Einstellung des Ventils kompensiert werden kann, wodurch viele Wartungsprobleme überwunden v/erden, vor die gegenwärtig die Benutzer von Drehklappenventilen üblicher Bauweise gestellt werden.

Zu den möglichen Modifizierungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zählt beispielsweise, daß die Endflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften anstelle der vollständigen, gezeigten Planparallelität jeweils halbkreisförmige Ausnehmungen haben, welche zur Bildung von im wesentlichen kreisförmigen Ausnehmungen an den gegenüberliegenden Stirnseiten des montierten Gehäuses zusammenwirken, welche die Stirnringe aufnehmen. Der Durchmesser dieser Stirnflächenausnehmungen muß jedoch ausreichend groß sein, damit eine radiale Einstellung der Gehäusehälften in der beschriebenen Weise möglich ist, d. h. der Durchmesser einer jeden solchen Stirnflächenausnehmung darf nicht kleiner sein als der Durchmesser eines Stirnrings, wenn die Gehäusehälften auf ihren minimalen radialen Abstand eingestellt sind. Darüber hinaus können anstelle der beschriebenen Ränder oder zusätzlich dazu andere bauliche Anordnungen getroffen werden, die dazu beitragen, die Stirnringe bezüglich des Ventilsitzes zu zentrieren und ein Wegspülen des Sitzes zu verhindern.

c e. ι υ ι ο / Patentansprüche - 1 5 -

Claims

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P ATENTAN S P P. U C RF

MJ Drehklappenventilanordnung zum Einführen zwischen ein Paar von im Abstand angeordneten Rohrflanschen in einer Rohrleitung, wobei die Flansche eine Vielzahl von Bolzen aufweisen, die sich dazv7isehen in Axialrichtung quer zu den Flanschen erstrecken und zur Ausübung axial gerichteter Kräfte auf die Anordnung dienen, um die Anordnung zwischen den Rohrflanschen zu halten, gekennzeichnet durch ein Paar von getrennten Gehäusehälften (14, 15) aus Metall mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt, die im Abstand einander gegenüberliegend so angeordnet sind, daß sie einen im wesentlichen kreisförmigen Bereich zwischen sich bilden, wobei jede der Gehäusehälften (14, 15) ein Paar von im Abstand angeordneten planparallelen Stirnflächen aufweist, die fluchtend zu im Abstand angeordneten planparallelen Stirnflächen der anderen Gehäusehälfte angeordnet sind, jede der Stirnflächen im Abstand im v.'esentlichen parallel zu den Rohrflanschen (11, 12) positionierbar ist und die Abmessungen von Fläche zu Fläche zwischen den im Abstand angeordneten Stirnflächen einer jeden Gehäusehälfte (14, 15) kleiner ist als der Abstand zwischen den Rohrflanschen (11, 12), durch einstellbare Befestigungsmittel (19, 2o), die sich zwischen den Gehäusehälften (14, 15) für die Ausübung radial gerichterer Kräfte zwisehen den Gehr.usehälften erstrecken, um den radialen Abstand (16) zwischen den Gehäusehälften wahlweise zu verändern, durch einen elastischen Ringsitz (21) mit einer einheitlichen ringförmigen Gestalt, der in dem im wesentlichen kreisförmigen Bereich zwischen den Gehäusehälften (14, 15) angeordnet ist, durch eine Ventilscheibe (22), die für eine Schwenkbewegung in dem Ringsitz (21)

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angeordnet ist, wobei der Außenunfang der Ventilscheibe (22) in Eingriff mit der Innendurchmesserfläche des Ringsitzes (21) und die /uißer.du rc hines serf lache des Ringsitzes (21) in Eingriff mit den im Abstand angeordneten, im wesentlichen halbkreisförmigen Innenflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften (14, 15) steht, wodurch die Einstellung der Befestigungsmittel (19, 2o) so wirkt, daß die Abmessungen den im wesentlichen kreisförmigen Bereichs so verändert werden, daß sich die auf den Ringsitz (21) in eine Richtung parallel zu den Rohrflanschen (11, 12) ausgeübten Kräfte ändern, wodurch die Abdichtungskräfte zwischen dem Ringsitz (21) und der Ventilscheibe (22) geändert werden, und durch ein Paar von getrennten metallischen Distanzringen (26, 27) mit einer ebenen, ringförmigen Gestalt, die im Abstand zueinander jeweils in Eingriff mit den ausgerichteten Stirnflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften (14, 15) angeordnet sind, um den Raum zwischen den Stirnflächen der gegenüberliegenden Gehäusehälften (14, 15) und der Rohrflansche (1'1, 12) auszufüllen, wobei der Außendurchmesser eines jeden der Distanzringe (26, 27) ausreichend groß ist, um jeden Distanzring (26, 27) in einen Oberflächeneingriff rietall auf Metall mit den angrenzenden ausgerichteten Stirnflächen der Gehäusehälften (14, 15) und im radial verschiebbaren Eingriff mit den angrenzenden, ausgerichteten Stirnflächen zu halten, wenn der radiale Abstand (16) zwischen den Gehäusehälften (14, 15) durch die Einstellung der Befestigungsmittel (19, 2o) geändert wird, und der Innendurchmesser eines jeden der ebenen Distanzringe (26, 27) kleiner ist als der maximal eingestellte Durchmesser des im wesentlichen kreisförmigen Bereichs zwischen den gegenüberliegenden Gehäusehälften (14, 15), v/odurch die Distanzringe (26, 27) ebene

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Oberflächenabschnitte bilden, welche die Außendurchmesserflache des kreisförmigen Bereichs überdecken und an den Stirnflächen ccs Γ i uqF.it:'.er-: (21) --irn-jrcifcn und diese ungrenzen , so daß Axialkräfte auf den Ringsitz (21) in einer Richtung senkrecht zu den Rohrflanschen (11, 12) ausgeübt 'v/erden.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Distanzringe (26, 27) einen einstückig angeformten Rand (26a, 27a) aufweisen, der sich in Axialrichtung von der Innendurchmesserfläche des Distanzringes aus erstreckt, wobei die Ränder (26a, 27a) des Paares von Distanzringen (26, 27) sich im Abstand voneinander befinden und aufeincinder zu in Eingriff mit den Abschnitten der Innendurchmesserfläche des Ringsitzes (21) angrenzend an die Stirnflächen des Ringsitzes erstrecken, so daß die Ränder (26a, 27a) die Distanzringe (26, 27) bezüglich des Ringsitzes (21) zentrieren und zur Halterung des Ringsitzes (21) an Ort und Stelle bezüglich der gegenüberliegenden Gehäusehälften (14, 15) beitragen.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die axiale Abmessung dos Ringsitzes (21) vor der Anordnung zwischen den Distanzringen (26, 27) größer ist als die Abmessungen von Fläche zu Fläche einer jeden Gehäusehälfte (14, 15).
4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche des Ringsitzes (21) einen gleichförmigen Durchmesser zwischen den Stirnflächen des Ringsitzes (21) hat.

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5. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenfläche des Ringsitzes (21) einen ersten Durchmesser angrenzend an die Stirnflächen des Ringsitzes (21) und einen zweiten geringeren Durchmesser zwischen den Stirnflächen des Ringsitzes (21) hat.
6. Ventilanordnung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsitz (21) einen ersten Ring (21b) aus elastomerem Material, der in Eingriff mit den halbkreisförmigen Innenflächen der gegenüberliegenden Gehäuseflächen (14, 15) steht, und einen zweiten Ring (21c) aus einen Kunststoff hat, der zwischen dem ersten Ring und der Ventilscheibe (22) angeordnet ist, wobei wenigstens der zweite Ring (21c) gegenüberliegende Stirnflächen hat, die jeweils abdichtend an dem Paar von Distanzringen (26, 27) angreifen.
7. Ventilanordnung nach Anspruch G,- dadurch er e k e η η zeichnet , daß sowohl der erste als auch der zweite Ring (21b, 21c) Stirnflächen haben, die in Dichtungseingriff mit dem Paar von Distanzringen (26, 27) stehen.
8. Ventilanordnung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Paar von ebene Seiten aufweisenden Gehäusehälften (14, 15) aus Metall mit einem im wesentlichen halbkreisförmigen inneren Querschnitt, die im Abstand einander gegenüber zur Bildung eines im wesentlichen kreisförmigen Bereichs zwischen sich positionierbar sind, durch einen ebene Seiten aufweisenden Ringsitz (21) aus elastischen "Material, der in diesem Bereich

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angeordnet ist, wobei die ebenen Seiten des Ringsitzes (21) im wesentlichen parallel zu den ebenen Seiten der Gehäusehälften (14, 15) sind und der äußere Kreisumfana des Ringsitzes (21) in Eingriff mit den inneren Halbkreisflächen der Gehäusehälften (14, 15) steht, durch eine Ventilscheibe (2 2) , die für eine Schwenkbewegung in dem Ringsitz (21) angeordnet ist, wobei der Außenumfang der Ventilscheibe (22) in Dichtungseingriff mit dem inneren kreisförmigen Umfang des Ringsitzes (21) steht, durch Einstelleinrichtungen (19, 2o), die sich zwischen den Gehäusehälften (14, 15) für ein wahlweises Ändern des Abstandes (16) zwischen den Gehäusehälften (14, 15) erstrecken, so daß die an den Gehäusehälften (14, 15) auf den Ringsitz (21) ausgeübten Kräfte variierbar sind, so daß die Dichtungskraft zwischen dem Ringsitz (21) und der Ventilscheibe (22) variiert werden kann, und durch ein Paar von ebene Seiten aufweisenden Stirnringen (26, 27) aus Metall, die sich durchgehend um den kreisförmigen Bereich jeweils angrenzend an die gegenüberliegenden Seiten der Gehäusehälften (14, 15) erstrecken, wobei jeder der Stirnringe (26, 27) einen nach innen vorstehenden Rand (26a, 27a) hat, der an einen begrenzten Randabschnitt des inneren Kreisumfangs des Ringsitzes (21) angreift und den Stirnring bezüglich der gegenüberliegenden Gehäusehälften (14, 15) zentriert, jeder der Stirnringe (26, 27) weiterhin einen ersten ebenen Innenflächenabschnitt aufweist, der in Dichtungseingriff mit der ebenen Fläche an einem Ende des Ringsitzes (21) steht, um den Ringsitz (21) in Axialrichtung zu begrenzen, und jeder der Ctirnringe (26, 27) einen zweiten ebenen Innenflächenabschnitt für ein iletall-Metall-Kontakt mit den ebenen Gehäuseseiten des Paares

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von Gehäusehälften (14, 15) in Stellungen bezüglich des Ringsitzes (21) radial nach außen für den Gleiteingriff mit den ebenen Gehäuseseiten aufweist, wenn der Abstand (16) zwischen den Gehäusehälften (14, 15) durch die Einstelleinrichtungen (10, 2o) variiert wird.
9. Ventilanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Summe der Stärken des Paares von Stirnringen (26, 27) und jeder Gehäusehälfte (14, 15) in Richtung längs der .Achse des Ringsitzes (21) im wesentlichen gleich den Abstand zwischen dem Paar von Rohrflanschen (11, 12) int.
10. Ventilanordnung nach 7-s.nspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Paar von Stirnringen zueinander in der Abmessung und Gestalt identisch ist.
11. Ventilanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet-, daß der Ringsitz (21) einen einheitlichen Ring aus elastomerem .Material aufweist.
12. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 1o, dadurch gekennzeichnet , daß der Ringsitz (21) einen Verbundaufbau mit einem Ring (21b) aus elastischen Material aufweist, dessen innerer Kreisumfang einen weiteren Ring (21c) aus Kunststoff trägt.
13. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die axiale Abmessung des Ringsitzes (21) vor seiner Anordnung zwischen den Stirnringen (26, 27) größer ist als die axiale Abmessung zvjischen den gegenüberliegenden

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ebenen Seiten einer jeden der Gehäuseliälften (14, 15), so daß, wenn die Stirnringe (26, 27) sich im Metall-Metall-Kontaht mit den ebenen Seiten der Gehäusehälften (14, 15) befinden, die Stirnringe (26, 27) den Ringsitz (21) in 7\xialrichtung zusammendrücken und verkürzen.

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