DE19646275A1

DE19646275A1 - Cut-off valve

Info

Publication number: DE19646275A1
Application number: DE1996146275
Authority: DE
Original assignee: ARI Armaturen Albert Richter GmbH and Co KG
Current assignee: ARI Armaturen Albert Richter GmbH and Co KG
Priority date: 1996-11-09
Filing date: 1996-11-09
Publication date: 1998-05-14

Abstract

The valve has a housing with feed and drainage pipes, separated by an adjustable shut-off device, which engages sealing on a valve seat. The valve seat (3) is torus-shaped. The contact part of the shut-off device (4) is shaped like the contour of the valve seat, and extends at an angle to the plane of the valve seat when in shut-off position. The shut-off device is moved up and down by a spindle (5), which is fastened to it non-centrally.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a valve according to the preamble of claim 1.

Derartige Ventile sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. So kommen sogenannte Klappen-, Schrägsitz- oder Geradsitzventile zum Einsatz.Such valves are known in a wide variety of designs. So come so-called flap, slanted seat or straight seat valves are used.

Dabei ist eine sichere Absperrfunktion vom Zusammenwirken des Verschlußstückes mit dem Ventilsitz abhängig, hier insbesondere von deren Geometrie.There is a safe shut-off function from the interaction of the closure piece depending on the valve seat, in particular on its geometry.

In jedem Fall wird beim Absperren auf das Verschlußstück durchflußseitig ein höhe rer Druck wirksam als abflußseitig.In any case, a height on the flow side when shutting off the closure piece rer pressure effective as the discharge side.

Dieser Druckkraft wird rückseitig eine, beispielsweise durch eine Spindel aufge brachte Antriebskraft entgegengesetzt, dieser zur Optimierung der Dichtung das Ver schlußstück gleichmäßig auf den Ventilsitz gedrückt.This pressure force is applied on the back, for example by a spindle brought opposing driving force, this to optimize the seal the ver end piece pressed evenly onto the valve seat.

Prinzipbedingt ist eine solche gleichmäßige Kraftverteilung bei einem Geradsitzventil gewährleistet, da hier die Dichtfläche und die Antriebskraft unter einem Winkel von 90° zueinander stehen, wobei die Antriebskraft zentrisch am Verschlußstück angreift. Such an even distribution of force is inherent in a straight seat valve guaranteed, since here the sealing surface and the driving force at an angle of Stand at 90 ° to each other, with the driving force acting centrally on the closure piece.

Eine recht günstige Kraft- bzw. Druckverteilung ist auch bei Schrägsitzventilen gege ben, wobei der Ventilsitz und das daran angepaßte Verschlußstück im gemeinsamen Berührungsbereich kegelförmig ausgebildet sind (EP 0 438 688).A fairly favorable force and pressure distribution is also opposed to angle seat valves ben, wherein the valve seat and the matching closure piece in common Contact area are conical (EP 0 438 688).

Allerdings weisen sowohl das Geradsitzventil als auch das Schrägsitzventil Nachteile auf.However, both the straight seat valve and the angle seat valve have disadvantages on.

So sind bei dem Geradsitzventil hohe Widerstandsbeiwerte gegenüber fließenden Medien gegeben, während das Schrägsitzventil mit einem schrägen Kegelschnitt als Geometrie der Ventilabschlußelemente, zwar geringere Widerstandsbeiwerte auf weist, jedoch aufwendig in der Herstellung ist.So with the straight seat valve there are high resistance coefficients against flowing Media given as the angle seat valve with an oblique conic section than Geometry of the valve closing elements, although lower drag coefficients points, but is complex to manufacture.

Weitere Nachteile des bekannten Schrägsitzventiles, bei dem die Mantellinie des kegelförmig ausgebildeten Ventilsitzes in einer gedachten Spitze mündet, wird bei zunehmender Steilheit der Anordnung im Gehäuse der sich ergebende elliptische Querschnitt schlanker.Other disadvantages of the known angle seat valve, in which the surface line of cone-shaped valve seat opens into an imaginary tip, at increasing steepness of the arrangement in the housing the resulting elliptical Cross section slimmer.

Um die sich daraus ergebende Verschlechterung der Widerstandsbeiwerte zu mini mieren, wird der Kegelöffnungswinkel und einem flacheren Kegelschnitt entgegen gewirkt. Da dabei die äußeren Bauabmessungen des Ventiles zunehmen, ist auf grund zu beachtender Normen, durch die die Baumaße festgelegt sind, nur eine begrenzte Veränderung möglich. Hinzu kommt die bei einer größeren Abmessung des Ventiles sich zwangsläufig ergebende Kostensteigerung.To miniaturize the resulting deterioration in the drag coefficient the cone opening angle and a flatter conic section worked. Since the external dimensions of the valve increase, is on only one due to the standards to be observed, which determine the dimensions limited change possible. Added to this is the larger dimension of the valve necessarily resulting cost increase.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der gat tungsgemäßen Art so zu gestalten, daß relativ unabhängig von der Geometrie des Ventilsitzes bzw. des Verschlußstücks eine Optimierung der Leistungsdaten bezüg lich der Durchflußmenge und der Widerstandsbeiwerte möglich ist.The present invention is therefore based on the object of a valve of the gat tional type so that relatively independent of the geometry of the Valve seat or the closure piece related to an optimization of the performance data Lich the flow rate and the drag coefficient is possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Ventil gelöst, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.This object is achieved by a valve which has the features of claim 1 having.

Definitionsgemäß ist ein Torus ein ringförmiges Gebilde, das entsteht, wenn eine Kreisfläche um eine außerhalb des Kreises liegende Achse rotiert.By definition, a torus is an annular structure that arises when one Circular surface rotates around an axis outside the circle.

Anstelle einer Kreisfläche kann der torusförmige Ventilsitz im Querschnitt auch an dere Geometrien aufweisen, beispielsweise eine Ellipse, Parabel oder Hyperbel (einschaliger Hyperbolid).Instead of a circular area, the toroidal valve seat can also have a cross section have geometries, for example an ellipse, parabola or hyperbola (single-shell hyperbolid).

In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß die Ausbildung als Kreisfläche, insbe sondere hinsichtlich der Fertigung ein Optimum darstellt. In practice, however, it has been shown that training as a circular area, in particular represents an optimum especially in terms of production.

Gegenüber einem kegelförmigen Ventilsitz bietet die torusförmige Ausgestaltung zusammen mit dem daran angepaßten Verschlußstück einen wesentlich verbesser ten Dichtkraftverlauf, woraus sich sowohl hinsichtlich der Dichtwirkung als auch hin sichtlich der konstruktiven Ausgestaltung (Dimensionierung) Vorteile ergeben.The toroidal design offers a conical valve seat together with the matched closure piece a significantly improved ten sealing force curve, which results both with regard to the sealing effect as well Obviously, the structural design (dimensioning) results in advantages.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß schräge, ebene Schnitte ellipsen förmige oder kreisförmige Innenkonturen ergeben. Hierdurch ist es möglich, in gewünschter Weise Durchflußquerschnitte auszubilden, die durch eine geringe Umlenkung des Durchflußmedium lediglich kleine Strömungswiderstände erzeugen.Another advantage of the invention is that oblique, plane cuts ellipse result in shaped or circular inner contours. This makes it possible to Desired way to form flow cross sections by a small Deflection of the flow medium only generate small flow resistances.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Kreisflächendurchmesser sowie den Ringdurchmesser zu variieren, so daß die gesamte Sitzflächengeometrie sehr an die vorhandenen Anforderungen angepaßt werden kann.In addition, there is the possibility of the circular area diameter and the Vary ring diameter, so that the entire seat geometry very close to the existing requirements can be adapted.

Durch die Anordnung des Verschlußstückes, wobei dies in Verschlußstellung schräg zur Ebene des Ventilsitzes verläuft und das Verschlußstück im Berührungsbereich mit dem Ventilsitz dessen Kontur angepaßt ist, ergibt sich ein einseitiges Hintergrei fen des Verschlußstückes, das dazu führt, daß durch den durch das Durchflußme dium ausgeübten Druck das Verschlußstück an den Ventilsitz angepreßt wird, also dadurch die Dichtwirkung unterstützt wird.By arranging the closure piece, this obliquely in the closed position runs to the level of the valve seat and the closure piece in the contact area with the valve seat whose contour is adjusted, there is a one-sided rear row fen of the closure piece, which leads to the fact that by the Durchflußme exerted pressure the closure piece is pressed against the valve seat, that is this supports the sealing effect.

Die im übrigen auf das Verschlußstück aufzubringenden Dichtkräfte werden durch eine an sich bekannte Spindel erzeugt, die jedoch vorteilhafterweise außermittig an dem Verschlußstück angreift, und zwar in dem der Hintergreifung gegenüberliegen den Bereich.The sealing forces to be applied to the closure piece are by produces a spindle which is known per se, but which is advantageously off-center attacks the closure piece, namely in the opposite of the engagement the area.

Aufgrund der veränderten Hebelwirkung sind geringere Spindelkräfte erforderlich als bei den bekannten Ventilen.Due to the changed leverage, lower spindle forces are required than with the known valves.

Ferner bringt die Erfindung mit sich, daß sich das Verschlußstück beim Verschließen selbsttätig zentriert. Naturgemäß kann dadurch auf eine aufwendige Führung des Verschlußstückes bzw. der Spindel verzichtet werden.Furthermore, the invention entails that the closure piece when closing automatically centered. Naturally, this can lead to complex management of the Closure piece or the spindle can be dispensed with.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are in the subclaims featured.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.An embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying Drawing described.

Die einzige Figur zeigt einen Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Ventils in einer Seitenansicht. The single figure shows a partial section of a valve according to the invention in a Side view.

In der Figur ist eine Zuflußleitung 1 sowie eine Abflußleitung 2 gezeigt, die in einem nicht näher dargestellten Gehäuse eines Ventils angeordnet sind und durch die ein Medium führbar ist.In the figure, an inflow line 1 and an outflow line 2 are shown, which are arranged in a housing of a valve, not shown, and through which a medium can be guided.

Die Zuflußleitung 1 und die Abflußleitung 2 sind durch ein Verschlußstück 4 vonein ander trennbar, das im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz 3 einen Durchfluß des Mediums verhindert.The inflow line 1 and the outflow line 2 can be separated from one another by a closure piece 4 which, in cooperation with a valve seat 3, prevents the medium from flowing through.

Dabei ist das Verschlußstück 4 an einer Spindel 5 befestigt, durch die das Ver schlußstück 4 auf und nieder bewegbar ist.The closure piece 4 is attached to a spindle 5 through which the United closure piece 4 is movable up and down.

Bei dem in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Ventil handelt es sich um ein Schrägsitzventil, bei dem der Ventilsitz 3 schräg zur Durchströmrichtung des Medi ums angeordnet ist. Die Spindel 5 verläuft senkrecht zur Durchflußrichtung.The valve shown in the exemplary embodiment is an oblique seat valve in which the valve seat 3 is arranged obliquely to the flow direction of the medium. The spindle 5 runs perpendicular to the flow direction.

Erfindungsgemäß ist der Ventilsitz 3 torusförmig ausgebildet, wobei er im Ausfüh rungsbeispiel durch einen Dichtring gebildet wird, dessen um laufender Ringkörper im Querschnitt die Form einer Kreisfläche 6 einnimmt.According to the invention, the valve seat 3 is toroidal, wherein it is formed in the exemplary embodiment by a sealing ring, the circular ring of which takes the shape of a circular surface 6 in cross section.

Anstelle eines separaten Dichtrings, der vorzugsweise aus einem geeigneten Dicht material besteht, ist auch eine entsprechende Ausformung aus dem Gehäusematerial denkbar.Instead of a separate sealing ring, which is preferably made of a suitable seal material, there is also a corresponding shape from the housing material conceivable.

Gegenüber der Flächenebene des Ventilsitzes 3 ist die Flächenebene des Ver schlußstückes 4 schrägverlaufend, und zwar zur außermittig angeordneten Spindel 5 hin ansteigend.Compared to the surface plane of the valve seat 3 , the surface plane of the United closure piece 4 is inclined, namely to the spindle 5 arranged off-center rising.

Im Berührungsbereich mit dem Ventilsitz 3 ist das Verschlußstück 4 der Kontur des Ventilsitzes 4 angepaßt.In the region of contact with the valve seat 3 the closure member 4 is adapted to the contour of the valve seat. 4

Aufgrund der torusförmigen Ausbildung des Ventilsitzes 3 einerseits und der Anord nung des Verschlußstückes 4 andererseits hintergreift das Verschlußstück 4 den Ventilsitz im unteren Bereich.Because of the toroidal design of the valve seat 3 on the one hand and the closure piece 4 Anord voltage on the other hand engages behind the closure piece 4 the valve seat in the lower region.

Dabei ergibt sich eine optimale Anlage in Verschlußstellung des Verschlußstückes dann, wenn dessen unterste Kante auf der Mittelachse der Kreisfläche 6 aufliegt, die parallel zur Längsachse der Zuflußleitung 1 verläuft.This results in an optimal contact in the closed position of the closure piece when its lowermost edge lies on the central axis of the circular surface 6 , which runs parallel to the longitudinal axis of the inflow line 1 .

Der durch das abgesperrte Druckmedium auf das Verschlußstück einwirkende Druck preßt das Verschlußstück 4 in unterstützender Weise selbstdichtend an den Ventilsitz 3. The pressure acting on the closure piece by the blocked pressure medium presses the closure piece 4 in a supportive manner, self-sealingly against the valve seat 3 .

Im oberen Bereich liegt die dem Innenraum des Ventilsitzes zugewandte Berüh rungskante des Verschlußstückes 4 gleichfalls auf einer Mittelachse der oberen Kreisfläche 6, die parallel zur Längsachse der Zuflußleitung 1 verläuft.In the upper region, the interior of the valve seat facing the contact edge of the closure piece 4 is likewise on a central axis of the upper circular surface 6 , which runs parallel to the longitudinal axis of the inflow line 1 .

Selbst bei geringen, durch die Spindel aufgebrachten Gegenkräften wird eine opti male Dichtung zwischen dem Ventilsitz und dem Verschlußstück 4 erreicht.Even with low, applied by the spindle counterforce, an optimal male seal between the valve seat and the closure piece 4 is achieved.

Die sich ergebende konkave Ausformung des Verschlußstückes 4 im Anlagebereich mit dem Ventilsitz 3 und die gegenüber diesem schräge Stellung wird eine über den gesamten Umfang sich verändernde Form des Anlagebereiches des Verschlußstüc kes 4 erreicht, die dazu führt, daß das Verschlußstück 4 auch bei nicht exakter Füh rung immer die bestmögliche Dichtposition einnimmt.The resulting concave shape of the closure piece 4 in the contact area with the valve seat 3 and the oblique position with respect to this, a shape of the contact area of the closure piece 4 which changes over the entire circumference is achieved, which leads to the fact that the closure piece 4 also with inaccurate contact always takes the best possible sealing position.

Reference list

11

Zuflußleitung
Inflow pipe

22nd

Abflußleitung
Drain pipe

33rd

Ventilkörper
Valve body

44th

Verschlußstück
Closure piece

55

Spindel
spindle

66

Kreisfläche.
Circular area.

Claims

1. Valve with a housing which has an inflow and an outflow line, which can be separated from one another by an adjustable closure piece, this then being sealing against a valve seat, characterized in that the valve seat ( 3 ) is toroidal and that in the contact area of the contour of the valve seat ( 3 ) adapted closure piece ( 4 ) in the United closed position extends obliquely to the level of the valve seat ( 3 ).

2. Valve according to claim 1, in which the closure piece can be moved up and down by means of a spindle, characterized in that the spindle ( 5 ) is attached to the closure piece ( 4 ).

3. Valve according to claim 1, characterized in that the valve seat ( 3 ) on its side facing the closure piece ( 4 ) is formed in the contact area with this in an arc shape.

4. Valve according to claim 1 or 3, characterized in that the further in the valve seat ( 3 ) projecting on this outer edge of the closure piece ( 4 ) in the closed position on the central axis parallel to the longitudinal axis of the inflow line of the assigned cross-sectional area of the Ventilsit zes ( 3 ) rests.

5. Valve according to claim 1 or 3, characterized in that the less protruding into the valve seat outer edge of the closure piece ( 4 ) rests on the central axis of the associated valve seat cross-section, which runs parallel to the longitudinal axis of the inflow line ( 1 ).