<Desc/Clms Page number 1>
Ventil
Die Erfindung betrifft ein Ventil, beispielsweise Klappenventil, Schieberventil, Ventil mit zylin- drischem Küken oder Kugelventil, mit einem Gehäuse, das Strömungsdurchgängezum Anschluss an zu- geordnete Rohrleitungsabschnitte aufweist, einem im Gehäuse angeordneten Abschlussorgan, am Gehäuse oder am Abschlussorgan ausgebildeten Ventilsitzflächen und wenigstens einem einen Innenraum aufwei- senden Dichtungsring, der von einer im Gehäuse oder im Abschlussorgan befindlichen Ausnehmung auf- genommen wird.
Durch die einen Innenraum aufweisenden Dichtungsringe soll die Abdichtung bei Ventilen verbessert werden, bei denen der dichte Abschluss nicht durch direkte Berührung der Arbeitsfläche eines Abschluss- organs, wie Ventilkegel, Schieber usw. mit einer Gegenfläche, z. B. Kegelsitz, Schiebebahn usw. er- folgt, sondern mittels elastischer Dichtungsmittel, vorzugsweise Dichtungsringe, die in einem der beiden
Hauptteile des Ventils, z. B. im Ventilsitzkörper, eingesetzt sind und bei geschlossenem Ventil an den andern Ventilteil, z. B. dem Abschlussorgan, elastisch angedrückt werden.
Bei solchen Ventilen werden als Dichtungsringe meistens aus elastischem Material bestehende Rund- schnurringe, kurz O-Ringe genannt, verwendet. Bei Verwendung solcher Dichtungsringe wird nun zwar die Herstellung der Ventilbestandteile und der Zusammenbau der Ventile vereinfacht, weil bei der Bear- beitung der Absperrorgane und der Ventilsitzkörper und beim Einbau der Absperrorgane nicht auf so grosse
Genauigkeit geachtet, werden muss wie bei Ventilen mit Abdichtung durch Passflächen.
Um eine ausreichende Abdichtung zu erzielen, muss der O-Ring an einer Zone mit einer vorbestimmten Mindestbreite mit der zugeordneten Gegenfläche in Berührung stehen und der Ring muss daher entsprechend verformt werden ; da die O-Ringe aus vollem Material bestehen, muss diese Verformung un- ter Anwendung eines relativ grossen Druckes erfolgen und eine ausreichende Flächenberührung des Ringes mit der Gegenfläche kann nur erreicht werden, wenn der O-Ring aus einem relativ weichen Material besteht. Solche Materialien unterliegen jedoch einem starken Verschleiss und überdies halten Materialien, die wegen ihrer elastischen Eigenschaften für die O-Ringe am besten verwendbar sind, wie Gummi, höheren Drücken oder Temperaturen nicht stand.
Hiezu kommt noch der weitere Nachteil, dass bei vielen Ventilbauarten die O-Ringe durch kompliziert aufgebaute und schwierig montierbare Halteeinrichtungen in ihrer Lage gegen Verschiebungen gesichert werden müssen.
Durch die Verwendung von einen Innenraum aufweisenden Dichtungsringen an Stelle der vollen 0Ringe soll die Vorsehung von komplizierten Halteeinrichtungen vermieden oder die Konstruktion dieser Halteeinrichtungen vereinfacht werden und die Abdichtwirkung besser als bisher gewährleistet werden.
Bei einer bekannten Ventilkonstruktion der eingangs erläuterten Art dient zur Abdichtung ein hohler Dichtungsring, der einen äusseren gebogenen, mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Wandungsteil aufweist und in einer Ausnehmung angeordnet ist, deren Breite mit der Breite des Dichtungsringes übereinstimmt. Bei dieser Anordnung kann eine ausreichend dichte Anlage des äusseren gebogenen Wandungsteiles des Dichtungsringes an der Bodenfläche der Ausnehmung nur bei Verwendung eines verhältnismässig
<Desc/Clms Page number 2>
weichen Materials, wie Gummi, erzielt werden, so dass also diese Dichtungsringe auch nicht wesentlich länger haltbar sein können als O-Ringe und nur kleinen Drücken standhalten.
Bei einem andern bekannten Ventil der beschriebenen Art hat der einen Innenraum aufweisende
Dichtungsring getrennte Basisteile, die beim Einsetzen des Ringes in die zugeordnete Ausnehmung nicht miteinander in Berührung kommen und daher einen einwandfreien Sitz des Ringes nicht gewährleisten.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Ventil der erläuterten Art so auszubilden, dass unter Wahrung der durch die Verwendung von einem Innenraum aufweisenden Dichtungsringen gebotenen Vorteile diese
Dichtungsringe in einfacher Weise aus beliebigen, sehr verschleissfesten Materialien hergestellt werden können und auch bei hohen Drücken und Temperaturen dauernd eine einwandfreie Abdichtung gewähr- leisten.
Gemäss der Erfindung wird dieses Ziel im wesentlichen dadurch erreicht, dass bei einem Ventil der eingangs erläuterten Art der aus elastischem Material bestehende Dichtungsring getrennte, verdickte ringförmige Basisteile, die in der Ausnehmung aneinandergepresst sind, und einen durch entsprechende
Wandungsteile mit den Basisteilen verbundenen bogenförmigen Kopfteil aufweist, dass die den Dichtungsring aufnehmende Ausnehmung mit der Aussenseite des Ventils in Verbindung steht, so dass der innerhalb des Ventils herrschende Mediumdruck den Dichtungsring in die Ausnehmung hineinzudrücken sucht, und dass die Breite der Ausnehmung grösser ist als die Breite des Dichtungsringes im Bereich seiner Seitenwandungsteile.
Durch die besondere Ausbildung des Dichtungsringes gemäss der Erfindung mit Seitenwandungsteilen, deren Breite geringer ist als die Breite der ihn aufnehmenden Ausnehmung, und mit bogenförmigem Kopfteil, wird es ermöglicht, für die Dichtungsringe verhältnismässig harte, widerstandsfähige und dauerhafte Materialien, wie"Teflon"und"Nylon"usw. zu verwenden, wobei unter allen Betriebsbedingungen eine einwandfreie Abdichtung erhalten wird, weil der Dichtungsring genügend Bewegungsfreiheit hat, sich allen Betriebsbedingungen anzupassen.
Durch die getrennte Ausführung der verdickten Basisteile wird die Herstellung eines Dichtungsringes mit Innenraum erheblich vereinfacht und erleichtert, und durch die Verdickungen an den Basisteilen wird zwischen dem Dichtungsring und der Ausnehmung ein besonders guter mediumdichter Abschluss erzielt.
Ein weiterer wichtiger Vorteil wird dadurch geboten, dass der Boden der den Dichtungsring aufnehmenden Ausnehmung mit der Aussenseite des Ventils in Verbindung steht, so dass der innerhalb des Ventils herrschende Mediumdruck den Dichtungsring in die Ausnehmung hineinzudrücken sucht, wodurch schon bei sehr geringem Aufwand an Verformungsarbeit eine vollkommen ausreichende Dichtwirkung erzielt wird und überdies bei steigendem Innendruck der Dichtungsring zunehmend stärker an die Wandung der Ausnehmung angepresst wird, wobei die allfällig auftretenden Verformungen des Dichtungsringes ebenfalls so geringfügig sind, dass auch bei Verwendung relativ harter Materialien keine Ermüdungserscheinungen eintreten ;
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf einige in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 veranschaulicht ein gemäss der Erfindung ausgebildetes Klappenventil im Längsschnitt. In den Fig. 2,3 und 4 ist ein beim erfindungsgemässen Ventil verwendeter Dichtungsring in grösserem Massstab im Querschnitt dargestellt, wobei Fig. 2 den Ring allein zeigt und die Fig. 3 und 4 den eingebauten Ring bei geöffnetem bzw. geschlossenem Ventil zeigen. Fig. 5 veranschaulicht ein gemäss der Erfindung ausgebildetes Schieberventil im Längsschnitt und Fig. 5A zeigt in grösserem Massstab einen Teil der Schieberplatte und des anliegenden Dichtungsringes geschnitten. Die Fig. 6 und 7 zeigen ein erfindungsgemässes Ventil, das mit einem zylindrischen Küken ausgestattet ist, im Längsschnitt bzw. im Querschnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 6. In Fig. 8 ist ein gemäss der Erfindung ausgebildetes Kugelventil im Längsschnitt dargestellt.
Fig. 9 zeigt im Querschnitt eine abgeänderte Ausbildung des beim erfindungsgemässen Ventil vorgesehenen Dichtungsringes. Die Fig. 10 und 11 veranschaulichen in Längsschnitten ein erfindungsgemässes Ventil mit einem Keilschieber für höhere Ar-
EMI2.1
und eine einfache Halterung für diesen erkennen lässt. Die Fig. 12 und 13 zeigen schliesslich in Längsschnitten ein erfindungsgemässes Ventil mit durchgehender, mit einer Durchlassöffnung versehener Schieberplatte und in grösserem Massstab einen Ausschnitt aus Fig. 12, der den Dichtungsring und eine einfache Halterung für diesen darstellt.
Das in Fig. 1 dargestellte Klappenventil besteht aus einem Gehäuse oder Körper 10, der mit koaxial miteinander liegenden Strömungsdurchgängen 11 und 12 versehen ist und mit Kupplungsflanschen 13 bzw.
14 der betreffenden Rohrleitung verbunden werden kann. Innerhalb des Körpers 10 befindet sich ein schei-
EMI2.2
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
terialien verwendet werden. Der Ring soll genügende Festigkeit und Widerstandskraft gegen Abnutzung haben, um eine lange Gebrauchsdauer zu ermöglichen, wenn er in verschiedenen Ventilaufbauten ein- gebaut ist. Die Elastizität des Materials soll ausreichend sein, um ein Biegen der Wandungsteile 41a,
41b und 41c zu ermöglichen.
Zu dem Zeitpunkt, in dem der Dichtungsring in ein Ventil eingebaut wird, kann der Ringinnen- raum 51, der während des Einbaus zu einem abgeschlossenen Raum : wird, mit einem im wesentlichen nicht komprimierbaren Stoff gefüllt werden, der in bezug auf seine Druckübertragungseigenschaften wie ein hydraulisches Arbeitsmittel zu wirken vermag. Beispielsweise kann der Dichtungsring in das Ventil eingebaut werden, während es sich unter Wasser befindet, wodurch der Raum 51 des Ringes mit Wasser gefüllt wird. Statt Wasser können auch andere Flüssigkeiten verwendet werden, z. B. Glycerin, Glykol 00. dgl. A, n Stelle von frei fliessenden Flüssigkeiten können auch Halbflüssigkeiten, wie flüssige oder halbflüssige Latexlösungen oder Emulsionen verwendet werden.
Ein weiterer Stoff, der verwendet werden kann, ist ein sich selbst tragender Kern aus natürlichem oder künstlichem Kautschuk oder ein Elastomer, das verhältnismässig weich und elastisch ist und das zu einem Ring oder Streifen, der entsprechend den in
Fig. 3 wiedergegebenen Abmessungen des Raumes 51 dimensioniert ist, geformt werden kann. Ein solcher
Streifen oder Ring wird unmittelbar vor dem Zusammenbau in den Raum 51 eingelegt, und nach dem
Zusammenbau füllt er das Innere des Raumes 51 satt aus.
Der Dichtungsring. soll so dimensioniert sein, dass nach dem Einbau in ein Ventil seine Aussenflä- che 42 mit der Ventilarbeitsfläche 36 des bewegbaren Abschlussorgans 16 in Berührung steht und mit Be- zug auf diese Arbeitsfläche eine anfängliche Abdichtung herstellt. Mit andern Worten ausgedrückt, der
Ring ist so dimensioniert, dass, wenn das Abschlussorgan in die Schliessstellung bewegt wird, eine kleine
Verformung auftritt, die durch das Biegen der Wandungsteile 41a, 41b und 41c aufgenommen wird, wo- bei die Elastizität dieser Wandungsteile dazu dient, die Fläche 42 des Dichtungsringes gegen die Ventil- arbeitsfläche 36 zu drücken.
Ein Ventil der Erfindung gemäss vorstehender Beschreibung arbeitet wie folgt : Wenn angenommen wird, dass das scheibenförmige Abschlussorgan 16 in die Schliessstellung gedreht wird, dann wird die Ven- tilarbeitsfläche 36 in dichtende Berührung mit der Fläche 42 des Dichtungsringes gebracht, wie dies in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist. Wegen der teilweisen Verformung der Wandungen 41a, 41b und 41c ist der Berührungsdruck ausreichend, um die anfängliche Abdichtung zu bewirken. Wenn an das Ventil eine Mediumdruckdifferenz angelegt wird, wird der Dichtungsring, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, gegen die eine oder die andere Seitenfläche der Ausnehmung 47 gedrückt und verformt.
Im vorliegenden Fall ist angenommen, dass eine Mediumdruckdifferenz an die linke Seite des Dichtungsringes (gemäss Fig. 4) angelegt ist, mit dem Ergebnis, dass die biegsamen Wandungsteile des Ringes etwas'nach rechts verschoben worden sind, daher ist der Wandungsteil 41b als gegen die ihn abstützende Seitenfläche 47b der Ausnehmung gedrückt dargestellt, wobei der Endwandungsteil 41c etwas verformt und in die Ecke 52 der Ausnehmung gedrückt worden ist.
Eine angelegte grössere Mediumdruckdifferenz flacht den Wandungsteil 41b weiter gegen die ihn abstützende Fläche 47b der Ausnehmung ab und quetscht den Wandungsteil 41c noch weiter in die Ecke52 hinein. Bei grossen Druckdifferenzen kann der auf der Zuflussseite liegende Wandungsteil 41a gegen den auf der Abflussseite liegenden Wandungsteil 41b zusammenfallen, wie beispielsweise in Fig. 4 in gestrichelten Linien dargestellt ist. Unabhängig von dem Ausmass des Zusammenfallens des Dichtungsringes wird sein Wandungsteil 41c durch den Druck des Mediums stets in abdichtenden Eingriff mit der mit ihm zusammenwirkenden Ventilarbeitsfläche 36 des Abschlussorgans 16 gedrückt.
Wenn angenommen wird, dass der Druck in der Rohrleitung umgekehrt wird, dann ist einleuchtend, dass die Arbeitsweise die gleiche wie die oben beschriebene ist. Nur werden dann die biegsamen Wandungsteile des Dichtungsringes nach links anstatt nach rechts abgelenkt, und der Wandungsteil 41a wird in Berührung mit der Seitenfläche 47a der Ausnehmung gebracht und von ihr abgestützt.
In Verbindung mit der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise sei bemerkt, dass die beiden biegsamen Wandungsteile 41a und 41b der Mediumdruckdifferenz ausgesetzt sind, die an ihre entsprechenden Seiten des Ventils angelegt wird. Die Zwischenräume 49a und 49b, die in der normalen entspannten Lage des Ventilringes vorhanden sind, gewährleisten ein solches Aussetzen gegenüber dem Mediumdruck.
Ausserdem erleichtern diese Zwischenräume das Einführen des Dichtungsringes während des Zusammenbaus.
Die hohle Ausbildung des Dichtungsringes ist ein erwünschtes Merkmal, welches dazu beiträgt, dass die gewünschten Ergebnisse erhalten werden. Sie ermöglicht die Verwendung von Material, das verhältmässig hart und steif sein kann, weil die Anpassungsfähigkeit des Dichtungsringes und sein richtiger Sitz-
<Desc/Clms Page number 5>
eingriff mit der Ventilarbeitsfläche 36 eher von dem Biegen der Wandungsteile als von der Kompression oder der Expansion einer massiven Masse abhängen. Daher ist es zweckmässig dauerhafte Materialien, wie"Teflon"oder"Nylon"sowie die elastischeren synthetischen Stoffe, wie Kunstkautschuk, zu ver- wenden.
Wie oben ausgeführt, ist es in manchen Fällen erwünscht, in den inneren Raum 51 des Dichtungs- ringes ein flüssiges oder halbflüssiges Material einzuführen. In diesem Fall nimmt ein den Mediumdruck übertragendes Mittel den Raum 51 ein. Bei Verwendung eines solchen Mittels bewirkt die Biegung eines
Seitenwandungsteiles unter einer angelegten Druckdifferenz, dass der Druck im wesentlichen gleichför- mig über den ganzen Raum 51 und gegen die Innenflächen der Wandungsteile 41b und 41c übertragen wird. Unter diesen Umständen wirkt das zusammengedrückte innere Mittel dem oben beschriebenen Zu- sammenfallen des Dichtungsringes entgegen.
Bei dem oben beschriebenen Ventil wird zwischen der Ventilarbeitsfläche 36 und der Fläche 37 des
Körpers 10 ein Zwischenraum aufrechterhalten. Die Wandungsteile des Dichtungsringes sind so dimensio- niert, dass sie vielmals dicker als dieser Zwischenraum sind. Dies dient dazu, ein Einklemmen oder Her- ausdrücken zwischen den Flächen 36 und 37 bei allen Arbeitsbedingungen zu verhindern.
Wie oben ausgeführt, führen die Leitungen 48 zur Atmosphäre, und daher ist der Aussenumfang der verdickten Teile 43a und 43b dem Atmosphärendruck ausgesetzt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass, wenn an das Ventil eine Mediumdruckdifferenz angelegt wird, auf die von den verdickten Teilen 43a und 43b gebildete Basis des Dichtungsringes ein Druck ausgeübt wird, um den Dichtungsring gegen die Bodenflä- che 47c der Ausnehmung zu drücken. Diese Wirkung wird bei der Erfindung dazu ausgenutzt, den Dich- tungsring innerhalb seiner Aufnahmeausnehmung ohne die Verwendung von besonderen Klemm- oder
Haltevorrichtungen festzuhalten.
Bei der oben beschriebenen Bauart eines Klappenventils wird ein scheibenförmiges Abschlussorgan verwendet, das in einer Ebene angeordnet ist, die gegenüber der Drehachse versetzt ist. Es ist ersichtlich, dass die Erfindung auch auf andere Typen von Klappenventilen anwendbar ist, beispielsweise auf Ventile, in denen das Abschlussorgan oder die Scheibe sich in einer Ebene befindet, die mit der Drehachse zu- sammenfällt, oder in einer Ebene, die gegen die Drehachse geneigt ist.
Wie.. in Fig. 5 dargestellt ist, kann die Erfindung auch bei einem Schieberventil angewendet werden.
Der Ventilkörper 56 hat bei dieser Ausführungsform koaxial miteinanderliegende Strömungsdurchgänge
57 und einen Raum 58, der zur Aufnahme des Ventilschiebers 59 dient. Der Schieber 59 hat im vorliegenden Fall die Form einer flachen Platte, obgleich er auch Keil- oder Konusform haben kann. Entsprechend der üblichen Ventilausführung ist der Schieber 59 mit einem Betätigungsschaft 61 verbunden, der sich durch eine Kappe 62 hindurch erstreckt. Die einander gegenüberliegenden ringförmigen Teile 63 des Körpers sind maschinell so bearbeitet, dass einander gegenüberliegende ebene Flächen 64 und ringförmige Ausnehmungen 66 geschaffen werden.
Diese Ausnehmungen 66 dienen zur Aufnahme von Dichtungsringen 67, die in gleicher Weise, wie sie oben beschrieben wurde, ausgebildet sind, jedoch mit der Ausnahme, dass die Ringe zu einer Gestalt geformt sind, wie sie in Fig. 5A dargestellt ist. Wie bei vielen üblichen Ventilen ist der Körper vorzugsweise mit Führungsbahnen (nicht dargestellt) versehen, welche mit den Seitenkanten des Schiebers 59 im Eingriff stehen, wodurch der Schieber 59 in der Schliessstellung und während der Bewegung aus der Schliessstellung in die Offenstellung gewöhnlich ausser unmittelbarer Berührung mit den Flächen 64 gehalten wird. Leitungen 68, die den in den Fig. l und 3 dargestellten Leitungen 48 entsprechen, verbinden die Ausnehmungen 66 an den Rändern ihres Bodens mit der Atmosphäre.
Die Abdichtmittel für das Ventil gemäss Fig. 5 arbeiten im wesentlichen in der gleichen Weise wie bei dem Ventil gemäss Fig. 1. Eine Dichtung wird sowohl an der Stromaufwärts-als auch an der Stromabwärtsseite des Schiebers 59 hergestellt und während der Betätigung des Schiebers werden die Dichtungringe 67 gegen eine Verlagerung zufolge der Tatsache festgehalten, dass die Mediumdruckdifferenz sie innerhalb der Ausnehmungen zu halten sucht.
Fig. 6 und 7 zeigen die Erfindung in Anwendung bei einem Ventil mit zylindrischem Küken. Bei dieser Ausführungsform ist der Ventilkörper 71 mit einer zylindrischen Bohrung 72 und mit Stromdurchgängen 73 versehen. Ein zylindrisches Ventilküken 74 ist in die Bohrung 72 eingepasst und mit einem Betätigungsschaft 76 versehen, der sich durch eine Abdeckplatte 77 hindurch erstreckt. Endteile des Kükens 74 sind in Kugellagern 78 und 79 gelagert. Ein Hindurchsickern von in der Rohrleitung befindlichem Medium längs der Enden des Kükens wird durch geeignete Abdichtmittel, z. B. elastische O-Ringe 80 und 81 verhindert.
Das Ventilküken 74 ist mit einer Queröffnung 82 versehen, die in der Offenstellung mit den Strö-
<Desc/Clms Page number 6>
mungsdurchgängen 73 in Ausrichtung liegt. Die beiden gegenüberliegenden Seiten des Ventils sind durch maschinelle Bearbeitung mit Ausnehmungen 83 versehen, die elastische Dichtungsringe 84 aufnehmen, welche von der gleichen Art sind, wie sie oben beschrieben wurde. Leitungen 86 und 87, die den Leitungen 48 gemäss Fig. 3 entsprechen, stehen über eine Bohrung 88 des Schaftes 76 mit der Atmosphäre in Verbindung. Daher drückt das in der Rohrleitung befindliche Medium die Dichtungsringe 84 in die sie aufnehmenden Ausnehmungen 83.
Zur Erleichterung des Zusammenbaus können die bei dem Kükenventil gemäss den Fig. 6 und 7 verwendeten elastischen Dichtungsringe, so geformt sein, dass sie allgemein der sich nach dem Einbau ergebenden Gestalt entsprechen.
Fig. 8 zeigt ein Kugelventil, an dem die Erfindung verkörpert ist. Bei dieser Ausführungsform hat der Körper 91 einen Innenraum 92 zur Aufnahme einer Kugel 93. Eine Öffnung 94, die sich durch die
EMI6.1
fluchtet. Vorzugsweise sind für die Enden der Kugel 93 Drehzapfen vorgesehen, welche die Drehbewegung erleichtern und die von dem Leitungsdruck hervorgerufene Schubkraft in der Schliessstellung des
EMI6.2
dazu dient, einen Lageraufbau 99 aufzunehmen. Von dem Lageraufbau 99 wird ein Betätigungsschaft 101 getragen, dessen innerer Endteil 102 in eine Vertiefung 103 der Kugel 93 eingesetzt ist. Ein geeignetes Dichtungsmittel 104, z. B. ein O-Ring, bildet einen Abschluss zwischen dem Schaft 101 und der Kugel 93.
Wie dargestellt, ist auch das Gehäuse 97 mit Bezug auf die Abdeckplatte 98 und den Schaft 101 durch geeignete Dichtungen 106 und 107 in der Form von elastischen 0 -Ringen abgedichtet. Ein Flansch 108 an dem inneren Endteil 102 des Schaftes 101 ist mit der Kugel 93 durch geeignete Mittel,
EMI6.3
enthält. Innerhalb des Lageraufbaus 112 ist ein Schaft 113 angeordnet, dessen inneres Ende in eine Vertiefung 114 der Kugel 93 eingesetzt ist. Dieses innere Ende des Schaftes 113 ist mit Bezug auf die Kugel 93 durch geeignete Mittel, z. B. einen Dichtungsring 116 in der Form eines 0-Ringes, abgedichtet.
Der Schaft 113 ist weiterhin mit einem Drucklager 117 versehen. In den Schäften 101 und 113 vorgesehene Leitungen 118 bzw. 119 verbinden die Räume an den inneren Enden dieser Schäfte mit der Atmosphäre, wodurch bewirkt wird, dass die Kugel 93 mit Bezug auf den Leitungsdruck, soweit es ihre Endflächen betrifft, ausbalanciert ist.
Die beiden Seiten des Körpers 91 sind mit maschinell hergestellten Ausnehmungen 121 versehen, die
EMI6.4
gleichen Art und Weise eingebaut. Die elastischen Dichtungsringe 122 stehen mit der sphärischen Arbeitsfläche 123 der Ventilkugel 93 in mediumdichter Berührung. Wie bei den andern Ausführungsformen stehen die Böden der Ausnehmungen 121 mit der Atmosphäre durch eine oder mehrere Leitungen 124 in Verbindung. Bei der maschinellen Bearbeitung und beim Zusammenbau dieses Ventils wird zwischen der Arbeitsfläche 123 der Ventilkugel und den benachbarten sphärischen Flächen 126, die an dem Körper 91 ausgebildet sind, ein kleiner Zwischenraum aufrechterhalten. Daher wird unter allen Arbeitsbedingungen die von dem Leitungsdruck auf die Kugel 93 ausgeübte Schubkraft durch die Schäfte 101 und 113 und die ihnen zugeordneten Lager aufgenommen.
Jedoch werden auch bei dieser Ausführungsform sowohl an der Stromaufwärts- als auch an der Stromabwärtsseite der Kugel 93 mediumdichte Abschlüsse aufrechterhalten.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 2-4 haben die beiden Basisteile 43a und 43b des Dichtungringes einander gegenüberliegende ebene Flächen 47a und 47b, die zusammengequetscht werden, wenn der Dichtungsring in die ihn aufnehmende Ausnehmung eingeführt wird. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 9 ist statt dessen an der Fläche 47a des Basisteiles 43a eine Rippe 127a vorgesehen, die solche Abmessungen hat, dass sie in eine Nut 127b in dem Basisteil 43b hineinpasst. Es ist ersichtlich, dass, wenn diese Ausführung in ihre Aufnahmeausnehmung in der in Fig. 3 dargestellten Art und Weise eingebaut wird, die Rippe 127a in der Nut 127b verriegelt wird, wodurch verhindert wird, dass der eine Basisteil sich mit Bezug auf den andern verschieben kann.
Das Ventil gemäss Fig. 10 ist ein Keilschieberventil zum Unterschied von dem in Fig. 5 dargestell-
EMI6.5
Betätigungsschaftes 133 verbunden. Die sich gegenüberliegenden Flächen 134 des Schiebers fallen mit Ebenen zusammen, die unter gleichen Winkeln zu der Mittelachse 136 geneigt sind. Weiterhin arbeiten die Schieberflächen 134 parallel zu ringförmigen Körperflächen 137. Dichtungsringe 138, die im we-
<Desc/Clms Page number 7>
sentlichen so ausgebildet sind, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, sind innerhalb von Ausnehmungen 139 des Körpers angeordnet. Diese Ausnehmungen 139 sind durch Leitungen 141 mit der Atmosphäre verbun- den. Die Innenfläche jeder Ausnehmung 139 wird von der äusseren Umfangsfläche eines zugeordneten
Sitzringes 142 gebildet, der innerhalb des Körpers 128, z. B. durch eine Gewindeverbindung 143 befestigt ist.
Wie insbesondere in Fig. 11 in vergrössertem Massstab dargestellt ist, sind der Körper und der Sitz- ring 142 so ausgebildet, dass ringförmige Lippen 144 und 146 geschaffen werden, die im allgemeinen die benachbarten Endteile der Dichtungsringe 138 übergreifen. Bei der Dimensionierung der Sitzringe 142 ist es erwünscht, dass die sich gegenüberliegenden Endflächen 147 mit dem Schieber in Eingriff treten und die Druckkraft des Schiebers aufnehmen. Mit andern Worten, die Dimensionierung ist derart, dass zwi- schen den Flächen 137 des Körpers und den Ventilarbeitsflächen 134 des Schiebers ein kleiner Zwischen- raum vorhanden ist.
Die bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 10 und 11 vorgesehenen Dichtungsringe arbeiten allge- mein in der gleichen Weise wie bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen, jedoch üben die Lippen 144 und 146 eine mechanische Haltewirkung auf die Dichtungsringe aus, wodurch eine Ver- lagerung der Dichtungsringe bei höheren Arbeitsdrücken, z. B. solchen im Bereich von 20 bis 70 kg/cm2 oder höher, verhindert wird.
Das in den Fig. 12 und 13 dargestellte Ventil ist demjenigen gemäss den Fig. 5 und 5A ähnlich, je- doch sind den elastischen Dichtungsringen flache Ringe der Bellevilleart zugeordnet. So sind Dichtungs- ringe 151 vorgesehen, die den Dichtungsringen 67 gemäss Fig. 5 und 5A entsprechen und in Ausnehmun- gen oder Nuten 152 des Ventilkörpers 159 eingesetzt sind. Zusätzliche Ausnehmungen 153 dienen zur
Aufnahme von federnden Metallringen 154 und 155 der Bellevilleart, die gewöhnlich benachbarte Teile der Dichtungsringe 151 (Fig. 13) übergreifen. Innerhalb der zulässigen Bewegung des Schiebers 156 seit- lich zu seiner Ebene stehen die federnden Metallringe 154,156 mit dem Schieber in Berührung und üben eine Schabewirkung aus, wenn der Schieber zwischen der Offenstellung und der Schliessstellung bewegt wird.
Die Dichtungsringe 151 stehen mit den Seiten des Schiebers in dem Bereich zwischen den benach- barten Umfängen der Metallringe 154,155 in abdichtender Berührung.
Der bei dem Ventil gemäss Fig. 12 vorgesehene durchgehende Schieber 156 ist mit einer Öffnung 157 versehen, die in der Offenstellung des Ventils mit den Durchgängen 158 des Ventilkörpers 159 einge- fluchtet liegt.
Das in den Fig. 12 und 13 dargestellte Ventil arbeitet wie folgt. Die Abdiçhtwirkung ist die glei- che, wie sie oben beschrieben wurde. Die federnden Metallringe 154 und 155 üben eine Schabewirkung auf die Seiten des Schiebers 156 aus, wenn dieser zwischen der Offenstellung und der Schliessstellung bewegt wird, wodurch Fremdstoffe entfernt und saubere Flächen für die Dichtungsberührung gewährleistet werden. Bie Metallringe 154,155 arbeiten etwas ähnlich wie die Lippen 144 und 146 bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 10 und 11, indem sie bestrebt sind, den Dichtungsring gegen Verlagerung festzuhalten.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Erfindung in den verschiedensten Ventilausführungen angewendet werden kann und dass das Abdichtmittel von solcher Art ist, dass es eine weite Anpassungsfähigkeit hat, einschliesslich der Anpassung an Ungenauigkeiten bei der maschinellen Bearbeitung, an Verfahren, die für die Fertigbearbeitung von Ventilflächen verwendet werden, und hinsichtlich Änderungen in Toleranzen und Zwischenräumen sowie kleinen Missausrichtungen, die während des Zusammenbaus auftreten können.
Zufolge des biegsamen Charakters der Dichtungsringwandungen wird gleicher Druck verwendet, um einen mediumdichten Eingriff mit den zusammenarbeitenden metallenen Ventilarbeitsflächen zu gewährleisten, ohne jedoch zu bewirken, dass dieser Druck eine solche Grösse haben muss, dass die Betätigung des Ventils unter den Arbeitsbedingungen erschwert wird. Innerhalb des Druckbereiches, für den das Ventil bestimmt ist, werden die Dichtungsringe keiner Beschädigung zufolge übermässiger Abnutzung oder Festklemmens unterworfen.
Allgemein sind Ventile, bei denen die Erfindung angewendet ist, zufolge der oben genannten Merkmale sowie auch zufolge des Fehlens besonderer Montageringe oder anderer Haltevorrichtungen zum Festhalten der Dichtungsringe an Ort und Stelle verhältnismässig billig herzustellen.'Wie oben erläutert, ist es lediglich notwendig, einfache Ausnehmungen zur Aufnahme der Dichtungsringe vorzusehen, und eine Verlagerung der Dichtungsringe unter den Arbeitsbedingungen wird dadurch verhindert, dass dafür gesorgt ist, dass der Leitungsdruck eine Druckdifferenz erzeugt, welche die Dichtungsringe in ihre Ausnehmungen zu drücken sucht.