DE1600810A1 - Ventil - Google Patents

Description

Hills-MoGenna Company _% Oarpentersville _t Staat Illinois (V.St.A·)

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Ventil

betsfifft ®is Ventil, das

g ¥©Btil©a bekamst ₃ <äi©

für da© öffnen «ad SoiiHeßen des Ventil©s ©ia© Kugel

Derartige Ventile ^©notigaa ein© St?euerwell®₈ di® von der l&aenseits des ¥entilgeliäiis9s nach außen reicht und mit ihrer einen Seit© an die Kugel bsw_e den anderen dreliliaren SshließkSrpsa? aage schlossen ist· Zum Verdrehen der Steiierwelle di©at =» im Falle einer manuellen Betäti«

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gung - ein am äußeren freien Ende der Welle angeordneter Hebel bzw. ein Handrad. Aufgrund dar Notwendigkeit, die Steuerwelle durch eine öffnung dee Gehäuses zu führen, ergeben sich häufig Schwierigkeiten wegen Leckverlusten entlang der Steuerwelle. Die Möglichkeit das Auftretens von derartigen Schwierigkeiten wird dadurch erhöht, daß die Welle verdreht werden muß, und daß von dem Betätigungshebel Kräfte auf die Welle ausgeübt werden, die diese quer zu ihrer Drehachse verschieben bzw« um eine zweite Achse, die zunächst aeakreeht mir Drehachse dar Welle verläuft, verkippen.

Der Erfindung liegt daher di© Aufgab© sigsmel© _s sia Ventil vorzuschlagen, dessen Aufbau die Möglichkeit des Auftretens ψ&η Leckverlusten tm Bereich der drehbaren Steuerwell© ga£ ein Minimum zurückführt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das erfiaäungsgemäß aufgebaute Ventil denjenigen Kräften widersteht, die die Steuerwelle um eine quer zu ihrer Drehachse verlaufende Achse verkippen bzw. verdrehen wollen, wodurch die Möglichkeit von Leckverlusten verringert und sowohl der Verschleiß als auch die Wartungskosten verringert werden,,

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert und in des Ss

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dargestellt. Es

Big« 1 einen Längsschnitt durch ein erfindunge-JJi atifgebautes Ventil}

Fig. 2 in vererößortem Maßstab einen Teilechnitt des Ventils;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig· I gezeigte Ventil;

Fig. M- eine der Fig« 2 entsprechende echenatische Darstellung zur Erläuterung der auf die Steuerwelle einwirkenden. Kräfte; und

Fig, 5 einen Seilschnitt aur Darstellung der anfänglichen Lage der Dichtringe.

In Fig. 1 ist ein gemäß der Erfindung aufgebautes Ventil IO gezeigt, das ein Gehäuse 12 mit einen Deckel M-aufweist, welcher mit Schrauben 16 oder auf andere Weise am Gehäuse 12 befestigt ist. Das Gehäuse 12 weist einen Durclaströakanal 18 auf, der zum Teil von axial mit Abstand voneinander augeordneten Dichtringen bzw« ringförmigen Ventilsitzen 20,22 gebildet ist« Zwischen den Ventilsitzen ist eine Kugel 24- angeordnet, die an den Sitzen anliegt«

Die Kugel 24 wird "von einer Bohrung 26 durchsetzt, die in der geöffneten Stellung des Ventilen mit den Sitzen 20,22 fluchtet. An die Kugel 24 ist eim· Steuerwelle 28 angeschlossen, die zum Verdrehen der Ewgel uta 90° dient,

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BAD

wenn das in Fig. 1 gezeigte Ventil in seine Schließ· stellung gebracht werden soll. Am inneren Ende der Steuerwelle 2Q ist eine axial von dieser vorstehende Zunge 30 vorgesehen, die lose in einen, auf der Oberseite der Kugel 24 vorgesehenen Schlitz 32 eingreift_o Bs ist der Zeichnung zu entnehmen, daß zwischen den Wänden dee Schlitzes 32 und der Zunge 30 ein gewisses Spiel 34 vorgesehen ist; die Kugel 24 ist daher ausschließlich von und zwischen den Ventilsitzen 20,22 gehalten.

Zum Verdrehen der Steuerwelle 28 dient ein Handgriff bzw. ein Hebel 36, der am äußeren, freien Ende der Steuerwelle relativ zu dieser unverdrehbar an ihr befestigt und gegen axiale Verschiebung durch einen Anschlag 33 und eine Mutter 40 festgelegt ist. Zum Verdrehen der Steuerwelle wird der Hebel 36 durch Aufbringen einer Kraft in Richtung des Pfeiles 42 bewegt. Die Einwirkung einer derartigen Kraft fuhrt einerseits dazu, daß sich die Steuerwelle um ihre Längsachse verdreht; gleichzeitigt wirkt eine Kippkraft auf die Welle ein, die durch den Pfeil 44 angedeutet ist und die Welle 28 um eine Achse verdrehen will, welche in einer Ebene liegt, die guer zur Längs- bzw. Drehachse der Welle verläuft· Anders ausgedrückt versucht die Kippkraft 44 das obere

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Bad@ der Welle nach Rechts und das untere ISada der Welle nach links in 51g. 4 zu drehen.

üfr&spvechend einem Merkmal der Erfindung ist da® Ventil 10 mit ©i&er Mtiriehtung versehen ₈ dt® <äi© Stsusrnrelle 28 iß eia@2> ©in© Wand dos Beekelg 14 isas'slisetaQiaden

46 hält« έγο&ιγ©!! ®ia to dea? ^tomag aieli©rg®st@lli3 imä €@^

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ist

₈ d©r sia® dem Sits 48 62 "besitzt, di@ am Diehtriag 52 anliegt. sad@r© M<sktr-img 5* wU?ä. g@gea seinen^Sitss 50 mit Hilfe Hüls© 64- gehalten,, fli@ ©in© dem Slts 50

liegende Kegelflache 66 hat. Die Neigungen dor Kegelflächen der Sitze 48,50 sind so gewählt, daß sie von einer Oberfläche der Deckel »Wand zu deren Mittellinie konvergieren» für den Fall des gezeichneten Änaführungs Beispieles der Erfindimg let zn BQhOn₁ daß die Bülee 6Ί- naoh dem Ansisfeea der Mutter 40 geges, cta Dichtring 54 und der Flsmeoh 60 n@g©a ü®n Bishtri&g 52 gepreßt wird.

'Die Bichtringe 52 maä ^- ^©stfSkQm ^ossogswsis® ame einem f®s"fe©js_s

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dung werden die Bieti,ta?±iag@ 5^%3^ s© hergestellt_s daß sie im unbelasteten Zustand ein© Setaig© Mafesn, öi© von der «wischen &®n bagrsEiisndan lagelflSefe^n vorgesehenen Schräge abweichte u@mäB H,g· 3 ha&@^ die Mchtringe 52,5* im unbelasteten Zustand sine Schräge, die weniger steil verlauft als die Schrage der engerensenden Kegelf lachen» Durch Iniziehen der- Mmtter 40 wer» den daher Kräfte in des Dichtringen gasp@ieli©-rf!_s <ü© &L&B9

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sowohl gegen die angrenzenden Kegelflächen 50,66 und 46,62 und auch gegen die Steuerwelle 28 sowie die gegenüberliegende Innenwand des Deckels 14- pressen«

Wie schon erwähnt, ist die "beim Drehen der Steuerwelle 28 entstehende Kippkraft bestrebt, die Steuerwelle um eine quer verlaufende Achse zn kippen, wobei diese Achse grundsätzlich in der Mitte zwischen den Diohtringen 52,54- liegt und durch den Punkt 68 in Fig· 4- angedeutet ist. Es ist nun zu erkennen, daß bei jeder Kipp« bewegung der Steuerwelle 28 um den Funkt bzw· die Achse 68 in Hiohtung des Uhrzeigers in der Darstellung gemäß Hg. 4 die Kegelfläche 62 des Hingflansches 60 mit einer Kraft gegen den Dichtring 52 gepreßt wird, die eine dem Pfeil 70 entsprechende Komponente hat; in ähnlicher Weise wird die Hülse 64 gegen den Dicht ring 3'. rait einer Kraft gepreßt, die eine Komponente entsprechend dem Pfeil 72 hat. Diesen durch die Pfeile 70,72 angedeuteten Kräften wirken Heaktionskräfte entgegen, die durch die Pfeile 74-,76 angedeutet sind· Diese Reaktionskrafte entstehen beim Zusammenpressen der Dichtringe 52, 54ο Wegen des Vorsehens der kegeligen Flächen an den Dichtringen 52,54 und den mit diesen zusammenwirkenden Sitzflächen der Sitze 48,50 sowie des Flansches 60 und der Hülse 64 wirken die durch die Pfeile 70 - 76 ange-

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deuteten Kräfte senkrecht zu den breiten kegeligen ßtirnfläohen der Dientringe. Auf diese Weise werden die Kräfte gleichmäßiger über die Dichtringe verteilt, was wiederum zur Verringerung des Verschleißes der Dichtringe bis auf ein Minimum führt. Die Anordnung ist außerdem so getroffen, daß die Steuerwelle 28 gegen ein Verkippten hauptsächlich durch die zuaammenwirkenden kegeligen Flächen und nicht durch die schmalen inneren Zylinderflachen 58,56 der Dichtringe gesichert ist·

Die Dichtringe 52,54- reichen in allen normalen Fällen sur Herstellung einer hervorragenden Dichtung im Bereich der Steuerwelle aus; nur in wenigen Anwendungsfällen, bei« spielsweise in der Hochvakuumteohnik kann es außerdem erwünscht sein, ein zusätzliches Dichtelement vorzusehen. Dieses wird in vorteilhafter Weise von einem O-RLng 78 gebildet, der in eine, an der Steuerwelle 28 vorgesehene Ringnut 80 eingesetzt ist. Von Bedeutung ist hierbei, daß die Ringnut möglichst genau in der Mitte zwischen den Dichtringen 52 und 54 sitzt, da dort die mit besug auf das mögliche Kippen der Steuerwelle neutrale Achse liegt·

Von Vorteil ist außerdem, daß der Dichtring 52 gegenüber

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dem Ifditungsdruck in seinem Sitz 48 abgestützt ist, so daß der Laitungodrucfc selbst durob. Verstärkung der Dichtwirkung etwaigen Leckverlusten weiter entgegenwirkt. Hinssu kommt nooh, daß sich ein möglicher Vereofc&e beider Dichtringe während der normalen Lebensdauer des Veatiles dareh periodisches Nachsiehen der Mutter läßt·

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Claims (4)

Ansprüche

1. Ventil zum Hsgeln der uurchströmmfiiige durch eine Hohrleitung o.dgl., mit einem Schließkörper und einer diesen bswogender drehbaren Steuerwelle, die axial verschiebbar und drehbar in einer Qehäusehohrung angeordnet ist, mit einer am inneren Ende dieser Bohrung befindlichen koaxialen Auibohrang o.dgl» zur Aufnahme einer inneren, aus einem nachgiebigen Material bestehenden Steuerwellendichtung₉ di© von einem Hingflansch o.dgl« der Steuerwelle zusasraendiEiiGKbar ist, mit eines* am
äußeren lade der g@nanntea Belisaae

o. dgl. siir Auf mate® sisaa? ₅ ame

Material b@at®li®sid©®

, die von einsr SpamiMli© ©«dgl», welche auf der Steuerwalls ©jdal wsyseMeMiar iet, ^iisaimeiiclrückbar ist, und nlt einer"Eia^iohtimg si» gleichzeitigen ffest» ' spannen der inneren wsä äußeren 0teu®nr®lleMichtmigCQ dadurch gekennzeichnet, daß die den inneren Diehtring (52) aufnehmende innere Aafboteimg eine innere kegelstumpf föraige Sitzfläche (4S) hat, deren Durcbmeoser axial nach außen progressiv abnlamt; daß der innen angeordnete Bingflansch (60) o.dgl· eine am Dichtring
anliegende kegelstumpfförmige Spannfläche (62) hat,

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deren Form derjenigen der Sitzfläche (48) entspricht; daß der Dichtring (52) eine zum Anpassen an d:«.e kegelstumpfförmigeiL !''lachen (46, 62) geeignete i?orm und geeignete Federeigenschaften hat; daß die den äußeren Dichtring (54) aufnehmende äußere Aufbohrung eins kegelstumpfförmige Sitzfläche (50) he.t, deren Durchmesser¹ axial nach innen progressiv abniiarat: daß die Hülse (64) o.dgl. eins am Dichtring (5*0 anliegende Spannflache (66) hat und kegelstumpf förroig entsprechend der Sitzfläche (50) ausgebildet ist; und daß der äußere Dichtring (54·) eine solche Form und solche Federeigenschaften hat, daß er unter normalen Betriebsdruck an beiden kegelstumpfförmigen Flächen (66, 50) anliegt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (52, 54) "wor ihrem Einbau kegelstumpf förmige, axiale Innen» und Außenflächen haben, deren Neigungswinkel von den Neigungswinkeln der die Dichtringe axial begrenzenden Sitz- bevr. Spannflächen abweicht.

3* Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelpunkte der kegelstumpfförmigen Sitzflächen (48, 50) in einem Punkt (68) zusammenfallen.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Scheitelpunkt der kegelstumpfförmißen Sitzflächen (48, 50) in äQj? llitte zwischen den innren Enden der SItjsalachen auf d<-.r Längaachae der Stsüorjrelle liegt.

BAD ORIQlNAL

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