DE815879C

DE815879C - Spreading valve

Info

Publication number: DE815879C
Application number: DEP14584A
Authority: DE
Inventors: Hans Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-08-29
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-11-05

Description

Spreizventil Es sind Absperrventile bekannt, bei denen in die Sitzbohrung ein federnd nachgiebiges Absperrorgan eingeführt wird, das bei Ausüben eines axialen Druckes auseinandergespreizt wird, so daß sich der äußere Dichtungsgrad des Absperrorgans gegen die Innenbohrung des Sitzes preßt. Ventile mit derartiger Dichtung sollen in nachfolgendem als Spreizventil bezeichnet werden.Spreading valve Shut-off valves are known in which the seat bore a resilient shut-off element is introduced which, when an axial Pressure is spread apart, so that the outer degree of sealing of the shut-off element presses against the inner bore of the seat. Valves with such a seal should hereinafter referred to as the spreading valve.

Es werden darunter alle Ventile verstanden, bei denen unter Einwirkung eines axialen Druckes eine in die Sitzbohrung eingeführte Dichtung bzw. ein die Dichtung tragendes Absperrorgan in der Dichtungszone radial auseinandergedrückt wird.It is understood to mean all valves in which under action an axial pressure introduced into the seat bore seal or a die Seal-supporting shut-off device in the sealing zone pushed apart radially will.

Derartige Spreizventile haben den Vorteil, daß sich eine kolbenschieberartige Dichtung ergibt mit aufeinandergleitenden Dichtungsflächen, die aber gleichzeitig wie bei einem Ventilkegel auf dem ganzen Umfang fest gegeneinandergepreßt werden: Der Nachteil dieser Ventilbauarten besteht darin, daß zum Erzeugen des axialen, die Dichtung auseinanderspreizenden Druckes ein Widerlager benötigt wird, das zumeist der Strömung im Wege steht oder bei den bekannten Ausführungen so angeordnet ist, daß es auch sonst ein im übrigen nutzloses Hindernis darstellt, das zudem noch das Ablagern von Unreinigkeiten begünstigt oder das Bearbeiten der Innenbohrung des Sitzes erschwert.Such spreading valves have the advantage that they are like a piston valve Sealing results with sealing surfaces sliding one on top of the other, but at the same time like a valve cone are pressed firmly against each other over the entire circumference: The disadvantage of these valve types is that to generate the axial, the seal spreading apart pressure an abutment is required, which is mostly stands in the way of the flow or, in the case of the known designs, is arranged in such a way that that it also represents an otherwise useless obstacle, which moreover still represents the Deposits of impurities favored or the machining of the inner bore of the Difficult to sit.

Gemäß der nachstehend beschriebenen Erfindung ist nun das Widerlager, welches den beim Auseinanderspreizen, Auseinanderdehnen oder Auseinanderpressen der- Dichtungen erforderlichen axialen Druck aufnimmt, derart ausgebildet und angeordnet, daß es weder der Strömung im Wege steht noch beim Bearbeiten der Sitzbohrung hinderlich ist und in einer bevorzugten Bauart zudem noch als zusätzliche Abdichtungsfläche ausgenutzt werden kann.According to the invention described below is now the abutment, which when spreading, stretching or pressing apart absorbs the required axial pressure of the seals, designed and arranged in such a way that that it is neither in the way of the flow nor a hindrance when machining the seat bore is and in a preferred design also used as an additional sealing surface can be.

Diese Wirkungen und Eigenschaften werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das das Auseinanderspreizen des Dichtungsrandes bewirkende Element (Spreizplatte, Spreizkonus usw.) bzw. der Dichtrand selbst hängend an der Innenseite eines Stützringes angeordnet wird. Diese erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht es, den Stützring außen um den Dichtungsrand, der unter der Einwirkung der Spreizplatte, des Spreizkonus o. dgl. steht, anzuordnen und die Stützfläche des Stützringes erforderlichenfalls oberhalb der Spreizdichtung, so daß als Widerlager der obere Rand des Sitzes, dessen Bund oder ein den Sitz umgebendes Bauteil des Ventils herangezogen werden kann. Auf dieses Widerlager stützt sich dann der Stützring, an dem die Spreizdichtung aufgehängt ist, so daß der gleiche Druck auf das Widerlager ausgeübt wird, der zum Auseinanderdrücken der Spreizdichtung aufgewendet wird. Da der Stützring und dessen Widerlager außerhalb der Sitzbohrung angeordnet sind, wird das Bearbeiten der Sitzbohrung in keiner Weise erschwert. Es ist also auch ohne weiteres möglich, die Sitzbohrung zu honen (Ziehschleifen) oder zu läppen. Die Auflagefläche des Widerlagers und die Stützfläche des Stützringes können als eingeschliffene Dichtflächen ausgebildet werden, so daß sich ein zusätzlicher Abschluß ergibt. Dabei kann die Auflagefläche des Widerlagers in der auch sonst bei Dichtflächen oder Ventilkegeln üblichen Weise auf der Oberseite des Sitzringes angeordnet werden oder außerhalb des Sitzringes auf der Oberseite des Sitzbundes oder auch auf dem den Sitz tragenden Gehäuse des Ventils, je nachdem, welche Wirkung angestrebt wird und welche Lösung baulich am günstigsten ist. In allen Fällen wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung. und Anordnung erreicht, daß das Wider ager weder der Strömung im Wege ist noch das Bearbeiten der Sitzbohrung erschwert. Weiterhin wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß das Widerlager an der jeweils dafür besonders gut geeigneten Stelle als zusätzliche Dichtung ausgebildet werden kann und der auf den Stützring ausgeübte Druck nicht nur die Spreizdichtung betätigt, sondern auch den Schließdruck für die zusätzliche Dichtung zwischen Stützring und Widerlager ergibt. Die beiden hintereinandergeschalteten Dichtungen (Spreizdichtung und Widerlagerdichtung) können sich gegenseitig nicht behindern, da das Auseinanderspreizen erst dann erfolgt, wenn der Stützring sich auf dem Widerlager fest aufgelegt hat, also hier die Dichtung bereits hervorgerufen ist.. Auch bei einem Nacharbeiten des Stützringes können keinerlei Nachteile entstehen, da die Spreizdichtung sich in solchen Fällen nur etwas weiter in die Sitzbohrung hineinschiebt, ohne daß sich an der grundsätzlichen Wirkungsweise irgend etwas ändert. Die beiden Dichtungen sind also unabhängig voneinander. So. kann z. B. das Einklemmen von Unreinigkeiten zwi-# sehen die durch den Stützring und das Widerlager gebildete Dichtung den einwandfreienAbschluß der Spreizdichtung nicht behindern oder umgekehrt eine etwaige Beschädigung des Dichtungsrandes der Spreizdichtung den dichten Abschluß der durch Stützring und Widerlager gebildeten Dichtung nicht beeinträchtigen.According to the invention, these effects and properties are achieved by that the element causing the sealing edge to spread apart (spreading plate, Expansion cone etc.) or the sealing edge itself hanging on the inside of a support ring is arranged. This inventive design makes it possible to use the support ring outside around the sealing edge, which is under the action of the expansion plate, the expansion cone o. The like. Is to be arranged and the support surface of the support ring if necessary above the expansion seal, so that the upper edge of the seat as an abutment Bund or a component of the valve surrounding the seat can be used. The support ring on which the expansion seal is then rests on this abutment is suspended so that the same pressure is exerted on the abutment that was used for Pressing apart the expansion seal is used. Since the support ring and its Abutments are arranged outside the seat bore, machining the seat bore in no way complicated. It is therefore also easily possible to drill the seat honing (drawing grinding) or lapping. The bearing surface of the abutment and the The support surface of the support ring can be designed as a ground-in sealing surface so that there is an additional conclusion. The support surface can of the abutment in the usual manner for sealing surfaces or valve cones be placed on top of the seat ring or outside of the seat ring on the top of the seat cuff or on the housing supporting the seat of the Valve, depending on the desired effect and the structural solution is cheapest. In all cases, the device according to the invention. and Arrangement ensures that the counter ager is neither in the way of the flow nor the processing the seat bore made more difficult. Furthermore, the main advantage is achieved that the abutment at the particularly suitable point as an additional Seal can be formed and the pressure exerted on the support ring cannot only the expansion seal is actuated, but also the closing pressure for the additional Seal between the support ring and abutment results. The two connected in series Seals (expansion seal and abutment seal) cannot be mutually exclusive hinder, since the spreading takes place only when the support ring has laid firmly on the abutment, so the seal has already been created here is .. Even if the support ring is reworked, there are no disadvantages whatsoever, because the expansion seal is only a little further into the seat bore in such cases pushes in without changing anything in the basic mode of operation. The two seals are therefore independent of one another. So. can z. B. pinching of impurities between # see those formed by the support ring and the abutment Seal do not hinder the proper closure of the expansion seal or vice versa any damage to the sealing edge of the expansion seal the tight seal do not affect the seal formed by the support ring and abutment.

In den Figuren sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Fig.t zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der durch eine Spreizscheibe a unter der Einwirkung des Druckes der Spindel b beim Schließen auseinandergespreizte Dichtungsrand c über eine dünne Wand d, die beispielsweise zylindrisch, konisch oder glockenförmig gewölbt ausgeführt werden kann, an dem Ventilkopf k aufgehängt ist, der sich an dem Stützring e abstützt. Der Stützring e stützt sich mit seiner Stützfläche f gegen das Widerlager g, das bei diesem "Ausführungsbeispiel gleichzeitig Wand des Ventilsitzes h ist, gegen dessen innere Bohrung i `sich die Dichtungsfläche des Dichtungsrandes c während des Schließens fest anlegt. Der Stützring e kann mit dem die Wandung d tragenden Kopf k durch Verschrauben, Verschweißen o. dgl. fest und dicht verbunden sein oder mit diesem aus einem Stück bestehen. Die Wirkungsweise geht aus der Figur hervor. Die Spindel b ist in üblicher Weise an ihrem oberen, in den Figuren nicht dargestellten Ende mit Gewinde versehen und wird durch ein Handrad auf- und niedergeschraubt. Beim Niederschrauben (Schließvorgang) wird der Kopf der Spindel b gegen den Scheitel der Spreizplatte a gepreßt, die dadurch das Bestreben hat, sich gerade zu strecken, wobei sich der äußere Umfang vergrößert und den die Dichtfläche tragenden Rand c auseinanderspreizt. Den axialen Druck der Spindel b fängt dabei das Stück d auf, das wegen seines großen Durchmessers auch bei Aufnahme großer Zugkräfte sehr dünnwandig sein kann, so daß es die Verformung des im Vergleich zu dieser Wandung wesentlich stärkeren Dichtrandes c nicht wesentlich behindert. Die von der dünnen Wandung d aufgenommenen Kräfte werden über den Ventilkopf k auf den Stützring e übertragen, dessen Stützfläche f in der bei Ventilen auch sonst üblichen Weise auf der als Widerlager dienenden Gegenfläche des Sitzbundes g eingeschliffen ist. Die Stützfläche f überträgt den der Spindelkraft entsprechenden Druck auf das Widerlager und wird demzufolge mit einem der Spindelkraft entsprechenden Druck gegen die durch das Widerlager des Sitzbunges g gebildete Dichtungsfläche gepreßt, 'so daß ein dichter Abschluß des Absperrventils an dieser Stelle in genau der gleichen Weise erfolgt, wie dieses sonst bei Absperrventilen üblich ist. An Stelle der ebenen Flächen können bei entsprechend kräftiger Ausbildung des Stützringes auch schräge Flächen als Widerlager und Dichtfläche Anwendung finden, wie überhaupt die Ausbildung des Widerlagers in der für Ventildichtungsflächen üblichen Art erfolgen kann.Some exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the figures. Fig.t shows an embodiment in which the sealing edge c, which is spread apart by a spreader disk a under the action of the pressure of the spindle b when closing, is suspended from the valve head k via a thin wall d, which can for example be cylindrical, conical or bell-shaped is, which is supported on the support ring e. The support ring e is supported with its support surface f g against the abutment, which in this' embodiment, the valve seat is h at the same wall, the sealing edge c to bear against the inner bore i `the sealing surface during the closing fixed. The support ring e can with the the head k carrying the wall d be firmly and tightly connected by screwing, welding or the like or consist of one piece with it. The mode of operation is shown in the figure The end shown is threaded and screwed up and down by a handwheel. When screwing down (closing) the head of the spindle b is pressed against the apex of the spreader plate a, which thereby tends to straighten itself, the outer circumference expanding increases and spreads apart the bearing surface of the sealing edge c. the axial thrust of the spindle b intercepts while the piece d to that be because it can be very thin-walled with a large diameter even when large tensile forces are absorbed, so that it does not significantly hinder the deformation of the sealing edge c, which is much stronger than this wall. The forces absorbed by the thin wall d are transmitted via the valve head k to the support ring e, the support surface f of which is ground in the counter-surface of the seat collar g, which is also used as an abutment, in the manner otherwise usual for valves. The support surface f transmits the pressure corresponding to the spindle force to the abutment and is consequently pressed against the sealing surface formed by the abutment of the seat bung g with a pressure corresponding to the spindle force, so that a tight seal of the shut-off valve takes place in exactly the same way at this point as is usually the case with shut-off valves. Instead of the flat surfaces, inclined surfaces can also be used as an abutment and sealing surface if the support ring is suitably strong, and the abutment can generally be constructed in the manner customary for valve sealing surfaces.

Damit bei übermäßiger Kraftanwendung während des Schließens des Ventils die Spreizplatte a nicht übermäßig beansprucht wird, ist oberhalb der Verschraubü ng l ein Bund n vorgesehen; 'der die axiale Bewegung der Spindel b und damit die Verformung der Spreizplatte a begrenzt.So that when excessive force is applied during the closing of the valve, the expansion plate a is not excessively stressed, a collar n is provided above the screw 1; 'which limits the axial movement of the spindle b and thus the deformation of the expansion plate a.

Besteht der Dichtungsring c aus einem Stück finit der Spreizplatte a, so können zwischen Dichtungsring c und Spreizplatte ringförmige Einkerbungen vorgesehen sein, um Verformungsfreiheit für die Spreizplatte zu gewährleisten, wie (lies in Fig. i und 2 angedeutet ist.If the sealing ring c consists of a single piece of finite expansion plate a, so between the sealing ring c and the spreader plate annular notches be provided to ensure freedom from deformation for the spreader plate, such as (read in Fig. i and 2 is indicated.

Beim Öffnen des Spreizventils legt sich der Kopf der Spindel b gegen die Unterseite der Verschraubung 1, die durch eine Sicherungsscheibe m gegen Losdrehen geschützt ist. .When the expansion valve is opened, the head of the spindle b rests against the underside of the screw connection 1, which is protected against loosening by a locking washer m. .

Die als Widerlager und zusätzliche Dichtung dienende obere Fläche. des Sitzbundes g ist bei diesem Ausführungsbeispiel gegenüber der ofieretr-Kante des Sitzes vertieft angeordnet. Dieses hat, wie Fig. 2 zeigt, den Vorteil, daß in der geöffneten Stellung des Ventils der Flüssigkeits- oder Dampf-. strom nicht unmittelbar an den Dichtungsflächen der Widerlagerdichtung entlangstreift, so daß diese vor Strahlverschleiß geschützt sind. Diese besondere Ausführungsform eignet sich deshalb vor allem für Ventile, die häufig längere Zeit nur teilweise geöffnet sind.The upper surface serving as an abutment and additional seal. of the seat collar g is opposite the ofieretr edge in this embodiment of the seat arranged recessed. As shown in FIG. 2, this has the advantage that in the open position of the valve of the liquid or vapor. electricity not immediately brushes along the sealing surfaces of the abutment seal so that it is in front Beam wear are protected. This particular embodiment is therefore suitable especially for valves that are often only partially open for a long time.

In anderen Fällen, bei denen ein Schutz der Dichtungsflächen gegen Strahlverschleiß nicht erforderlich ist, kann die Stützfläche f des Stützringes e sich auch unmittelbar auf der oberen Stirnfläche des Sitzes /i abstützen. Diese Anordnung ermöglicht es, einen Ventilkegel der auch sonst bei Absperrventilen üblichen Form zu verwenden (Fig.3). Zweckmäßig wird oberhalb der eigentlichen Dichtungszone i des Sitzes Ii (zweckmäßig geschliffene, gelappte oder gehonte Innenbohrung) eine Einlaufschräge angewendet, durch die ein leichtes Einfädeln des die Dichtfläche tragenden Dichtrandes c erzielt wird. In solchen Fällen, wo das Anordnen einer solchen Schräge nicht genügt, um das Einfädeln zu gewährleisten, kann auch, wie Fig. .I zeigt, unterhalb der Spreizscheibe a ein Führungskreuz o angeordnet werden, das mit der dann zweckmäßig in der Mitte verstärkten Spreizscheibe verschraubt, vernietet oder verschweißt wird. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 und .I besteht der Stützring e aus einem Stück mit (lern Kopf k.In other cases in which it is not necessary to protect the sealing surfaces against jet wear, the support surface f of the support ring e can also be supported directly on the upper end face of the seat / i. This arrangement makes it possible to use a valve cone of the shape otherwise customary in shut-off valves (FIG. 3). Appropriately above the actual sealing zone i of the seat Ii (expediently ground, lobed or honed inner bore) an inlet bevel is used, by means of which an easy threading of the sealing edge c carrying the sealing surface is achieved. In those cases where arranging such a bevel is not sufficient to ensure threading, as Fig. I shows, a guide cross o can be arranged below the expansion disc a, which is then screwed to the expander disc, which is then expediently reinforced in the center , riveted or welded. In the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and .I, the support ring e consists of one piece with (learn head k.

Es ist gemäß der Erfindung auch möglich, für das Auseinanderspreizen des Dichtrandes c lose eingesetzte Spreizscheiben zu verwenden, die durch einen vorspringenden Einsatz, einen Sprengring o. dgl., gehalten werden. Ein Ausführungsbeispiel für diese Bauart veranschaulicht Fig.5. Damit auch in solchen Fällen der Ventilkörper nach der Austrittsseite des Ventils hin abgedichtet ist, wird erfindungsgemäß oberhalb der mittels des Sprengringes y lose eingesetzten Spreizscheibe s (es können auch mehrere Spreizscheiben übereinandergeschachtelt werden) eine membranartig dünne Zwischenwand q im Ventilkörper angeordnet. Der Kipf der Spindel b übt seinen Druck auf diese Membrane -ins, die ihrerseits den Druck über ein Druckstück p auf die Spreizscheibe s überträgt. Die iüenil.)ranartige Warid@q kante sehr dünn sein, da sie nur den Flüssigkeitsdruck- auszuhalten -braucht und im übrigen durch das Weiterleitender Schließkraft der Gewindespindel nur auf Druck beansprucht wird. Wenn also die Auflag eiiäche des Kopfes der Gewindespindel und die Auflagefläche des Druckstückes q genügend groß gewählt werden, ist eine Überbeanspruchung auch bei sehr -dünner, membranartiger Waüdüng q nicht-, niöglich.It is also possible according to the invention for the spreading of the sealing edge c to use loosely inserted expansion washers, which are supported by a protruding insert, a snap ring or the like. Be held. An embodiment Figure 5 illustrates this type of construction. This also applies to the valve body in such cases is sealed towards the outlet side of the valve, according to the invention is above the expansion disc s loosely inserted by means of the snap ring y (it can also several expanding disks are nested one above the other) a membrane-like thin one Partition q arranged in the valve body. The tilt of the spindle b exerts its pressure on this membrane -ins, which in turn applies the pressure via a pressure piece p to the Spreading disc s transmits. The iüenil.) Ran-like Warid @ q edge be very thin, there it only needs to be able to withstand the pressure of the liquid and otherwise by the forwarder The clamping force of the threaded spindle is only subjected to pressure. So if the edition The surface of the head of the threaded spindle and the contact surface of the pressure piece q are sufficient are chosen large, is an overuse even with very thin, membrane-like Waüdüng q not, impossible.

In Fig. 6 ist eine Gesamtdarstellung eines Ventils nach der Erfindung gegeben mit einem Verschlußteil gemäß den Fig. i und 2. Es gelten die gleichen Bezugszeichen wie für Feg. r.In Fig. 6 is an overall view of a valve according to the invention given with a closure part according to FIGS. i and 2. The same reference numerals apply as for Feg. r.

Claims

PATENT CLAIMS i. Spreading valve, in which a resilient shut-off element is inserted into the seat bore, which is spread apart under the action of an axial spindle pressure when closing, characterized in that the sealing edge (c) spread apart by an spreading element (a) during closing by means of a relatively thin-walled piece (d) in the Inside a support element (e) is suspended, which is supported outside the seat bore on the valve seat or a suitable housing part of the valve.

2. Spreading valve according to claim i, characterized characterized in that as an abutment for the support element surrounding the seat bore (e) surface of the seat or valve body serving as an additional sealing surface is trained.

3. Spreading valve according to claim i and 2, characterized in that that the sealing surfaces of the additional abutment seal when the valve is open lie outside the flow path of the gas or liquid. I.

Spreading valve according to claims i to 3, characterized in that as an abutment for the support ring (e) the recessed upper face of the seat collar is used (Fig. i).

5. Spreading valve according to claim i, characterized in that the spreading apart effecting expansion plate (a) with a sealing ring to be expanded (c) made of a Piece consists or is welded to this.

6. Spreading valve according to claim 5, characterized in that by annular notches between the sealing ring and expansion plate, the deformability of the expansion plate is increased.

7. Spreader valve according to claim i, characterized in that one or more loosely inserted and by a snap ring (r), a shoulder o. The like. On the sealing edge held expansion discs (s) are used. B. expansion valve according to claim 7, characterized in that between the valve spindle (b @ and expansion disc (s) a thin, membrane-like acting partition wall (q) is switched on, which closes the valve body on the valve outlet side, the spindle force from the membrane wall (q ) is transferred to the spreading disc (s) by an inserted pressure piece (p). g. Spreading valve according to claim i, characterized in that the sealing edge (c) by means of a cylindrical, conical or bell-shaped thin-walled piece (d) curved inwards or outwards is suspended from a valve head (k) which is supported outside the seat bore via a preferably ring-shaped intermediate member (e) screwed to it the seat bore an inlet slope and / or below the Spre; zelements a guide cross (o) or a similar guide ngsorgan is arranged, which is expediently attached to the preferably thickened middle point of the expansion element for this purpose. i i. Spreading valve according to claim i, characterized in that the threaded spindle operating the valve is provided with a collar above the screw connection through which the valve body is connected to the threaded spindle, which serves as a stop for the closing movement of the valve spindle.