DE1189342B - Valve with a movable closure piece that is designed as a spherical cutout - Google Patents
Valve with a movable closure piece that is designed as a spherical cutoutInfo
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Description
Ventil mit einem beweglichen Verschlußstück, das als Kugelausschnitt ausgebildet ist Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem beweglichen Verschlußstück, das als Kugelausschnitt ausgebildet ist, und einem damit zusammenwirkenden ringförmigen Ventilsitz, der elastisch verformbar ist und in Strömungsrichtung abwärts liegt, wobei das Verschlußstück zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung geradlinig beweglich gelagert ist.Valve with a movable closure piece, which is a spherical cutout The invention relates to a valve with a movable closure piece, which is designed as a spherical section, and an annular cooperating therewith Valve seat which is elastically deformable and which is located downwards in the direction of flow, wherein the locking piece is between an open and a closed position is mounted in a straight line movable.
Bei bekannten Ventilen der genannten Art ist der ringförmige Ventilsitz mit Anlage an der Gehäusewandung ausgeführt, und die Abdichtung wird lediglich durch Anpressung des Kugelausschnittes des Verschlußstückes bewirkt. Dies setzt bei höheren Drücken relativ harte Dichtungen voraus, die darüber hinaus durch die hohen mechanischen Beanspruchungen stark belastet sind.In known valves of the type mentioned, the annular valve seat is executed with contact to the housing wall, and the seal is only through Pressing the ball section of the locking piece causes. This continues at higher levels Press relatively hard seals ahead, which is also due to the high mechanical Stresses are heavily loaded.
Ventile der eingangs erwähnten Art sind auch als Doppelsitzventile bekannt, bei denen an jedem Ende des Gehäuses ein Ventilsitz angeordnet ist und Flüssigkeit durch einen seitlichen Ansatzstutzen zugeführt wird. Derartige Ventile sind als Umschaltventile geeignet.Valves of the type mentioned are also available as double seat valves known, in which a valve seat is arranged at each end of the housing and Liquid is supplied through a lateral connection nozzle. Such valves are suitable as switching valves.
Es ist weiter eine Drosselklappe mit einem Drosselkörper bekannt, der als Kugelausschnitt ausgebildet ist und deren Klappe sich an einem elastischen und in einer ringförmigen Ausnehmung am inneren Umfang des Klappen gehäuses gehalterten elastischen Sitz anlegen kann, der als Ringscheibe ausgebildet ist, die innerhalb der durch das Material gegebenen Elastizitätsgrenze noch so steif ist, daß sie durch ihre eigene Festigkeit den dichten Sitz gegenüber der in ihrer Schließstellung befindlichen Klappe gewährleistet, und die außerdem so angeordnet ist, daß sie gegen axiale Verschiebung gesichert ist, sich jedoch in radialer Richtung in der ringförmigen Ausnehmung des Klappengehäuses frei bewegen und ausdehnen kann.It is also known a throttle valve with a throttle body, which is designed as a spherical cutout and whose flap is attached to an elastic and supported in an annular recess on the inner periphery of the flap housing can create elastic seat, which is designed as an annular disk, the inside the elastic limit given by the material is still so stiff that it passes through their own strength the tight fit compared to that in their closed position Guaranteed flap, and which is also arranged so that it against axial displacement is secured, but in the radial direction in the annular recess of the Flap housing can move and expand freely.
Es ist weiter bei Drehklappen mit elastischer Abdichtung am Umfang der Drehklappe bekannt, die Schwenkbewegung durch einen Anschlag in der Schließstellung zu begrenzen.It is also the case with rotary flaps with an elastic seal on the circumference the rotary flap known, the pivoting movement by a stop in the closed position to limit.
Ferner ist ein Klappenventil bekannt, bei dem die Schließstellung der Ventilklappe durch einen Anschlag festgelegt wird.Furthermore, a flap valve is known in which the closed position the valve flap is fixed by a stop.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Ventil der eingangs erwähnten Art die Abdichtung zwischen Verschlußstück und Ventilsitz zu verbessern derart, daß das Verschlußstück auf den Sitz keinen großen Druck ausübt und trotzdem die Abdichtung auch bei höheren Drücken in der Größenordnung von 18 atü gewährleistet ist.The object of the invention is, in a valve of the type mentioned at the beginning Way of improving the seal between the closure piece and the valve seat in such a way that that the closure piece does not exert great pressure on the seat and still the Sealing guaranteed even at higher pressures in the order of 18 atü is.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Ventilsitz in das Ventilgehäuse derart in seiner Radialebene schwimmend beweglich eingesetzt ist, daß das Durchflußmedium radial einwärts auf ihn einwirken kann und daß die Bewegung des Verschlußstückes in Richtung auf den Ventilsitz durch einen Anschlag begrenzt ist, so daß die aus dem Druck des Durchflußmediums auf das Verschlußstück resultierende Kraft vom Anschlag aufgenommen wird und die Abdichtung zwischen Verschlußstück und Ventilsitz nur durch elastische Verformung des Ventilsitzes infolge des Druckes des Durchflußmediums erfolgt.This object is achieved according to the invention in that the valve seat inserted into the valve housing such that it can float in its radial plane is that the flow medium can act radially inwardly on him and that the Movement of the closure piece in the direction of the valve seat by a stop is limited, so that from the pressure of the flow medium on the closure piece resulting force is absorbed by the stop and the seal between the closure piece and valve seat only through elastic deformation of the valve seat due to the pressure of the flow medium takes place.
Die Erfindung ist im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnungen beschrieben.The invention is described below, for example, with reference to the drawings described.
F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Ventil gemäß einer Ausführung der Erfindung; F i g. 2 ist eine Ansicht des Ventils nach F i g. 1 von links gesehen, bei der der linke Gehäuseteil abgenommen ist, mit einem Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1 durch die am Verschlußstück angelenkten Kniehebel; F i g. 3 ist ein Längsschnitt durch ein Ventil in einer weiteren Ausführungsform; F i g. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 3; F i g. 5 ist ein vergrößerter Querschnitt durch den Ventilsitz nach F i g. 1 und 3; F i g. 6 und 7 sind vergrößerte Querschnitte von zwei weiteren Ausführungsformen des Ventilsitzes.F i g. 1 is a longitudinal section through a valve according to an embodiment the invention; F i g. Figure 2 is a view of the valve of Figure 2. 1 seen from the left, with the left housing part removed, with a cut along the line 2-2 in FIG. 1 by the toggle lever articulated on the locking piece; F i g. 3 is a longitudinal section through a valve in a further embodiment; F i g. 4 is a section along the line 4-4 in FIG. 3; F i g. 5 is an enlarged cross section through the valve seat according to FIG. 1 and 3; F i g. 6 and 7 are enlarged Cross-sections of two further embodiments of the valve seat.
Das Ventilgehäuse in F i g. 1 und 2 besteht aus zwei Teilen 11 und 12, die mit Flanschen 13,13 aufeinanderliegen und zusammengeschraubt sind. In der Nähe eines Endes ist das Ventilgehäuse mit einer Öffnung 14 versehen, die einen Durchmesser in der Größenordnung von 50 cm haben kann und die einen Ventilsitz 15 enthält, der im folgenden noch näher beschrieben wird.The valve housing in FIG. 1 and 2 consists of two parts 11 and 12, which lie on top of one another with flanges 13, 13 and are screwed together. In the vicinity of one end the valve housing is provided with an opening 14 which can have a diameter of the order of 50 cm and which contains a valve seat 15 which will be described in more detail below.
In der Nähe des gegenüberliegenden Endes weist das Ventilgehäuse eine zweite Öffnung 16 auf. Der Innenraum des Ventilgehäuses ist zwischen diesen beiden Öffnungen aufgeweitet. In ihm ist das Verschlußstück gelagert.Near the opposite end, the valve housing has a second opening 16. The interior of the valve housing is between these two Openings widened. The closure piece is stored in it.
Das bewegliche hohle Verschlußstück weist einen Mittelteil auf, der die Form eines Kugelmittelausschnitts 17 hat und mit axialen Ansätzen 18 und 19 an gleich weit voneinander entfernten Stellen 20 und 21 mit Hebeln 22 und 23 gelenkig verbunden ist, deren andere Enden an dem Ventilgehäuse bei 24 und 25 angelenkt sind. Diese Hebel oder Lenker sind zueinander koplanar und entgegengerichtet sowie so angeordnet und ausgebildet, daß sie in entgegengesetzten gleichen Winkeln zu einer Ebene liegen, welche zu dem Ventilsitz 15 in allen Stellungen des Verschlußstückes parallel ist. Auf diese Weise sind die kurvenförmigen Bahnen, welche von dem Drehzapfen 20 und 21 beschrieben werden und durch die gestrichelten Linien 20 a und 21 a angedeutet sind, entgegengesetzt gleich, so daß sich der Mittelpunkt des Verschlußstückes auf einer geraden Bahn bewegt, die zu der Ebene des Ventilsitzes 15 normal ist. Die Lagen der Drehzapfen 24 und 25 sind so ausgewählt, daß die Mittelebene des Kugelausschnitts 17 bei geschlossenem Ventil parallel zu dem Ventilsitz 15 liegt.The movable hollow closure piece has a central part which has the shape of a ball center cutout 17 and is articulated with axial lugs 18 and 19 at equally distant points 20 and 21 with levers 22 and 23, the other ends of which on the valve housing at 24 and 25 are hinged. These levers or links are coplanar and opposed to one another and are so arranged and designed that they lie at opposite equal angles to a plane which is parallel to the valve seat 15 in all positions of the closure piece. In this way, the curved paths, which are described by the pivot pin 20 and 21 and are indicated by the dashed lines 20 a and 21 a, are oppositely equal, so that the center of the locking piece moves on a straight path leading to the plane of the valve seat 15 is normal. The positions of the pivot pins 24 and 25 are selected so that the center plane of the spherical cutout 17 lies parallel to the valve seat 15 when the valve is closed.
Das Verschlußstück ist mit äußeren zueinander fluchtenden Achsenstümpfen 33 und 34 versehen, mittels deren er aus einer Endstellung in die andere gebracht wird, und deren gemeinsame Achse die Mitte des Ausschnittes 17 schneidet. Diese Achsenstümpfe sind jeweils in entsprechenden Enden eines Kniehebelpaares 35 und 36 gelagert, deren andere Enden auf Kurbelzapfen 37 und 38 gelagert sind, welche an Kurbeln 39 und 40 befestigt sind, die zusammenwirkende Kniehebel bilden. Die Kurbeln sind an fluchtenden Kurbelwellenteilen 41 und 42 befestigt, welche in zusammenpassenden halbzylinderischen Aussparungen in den aufeinanderliegenden Rändern der Gehäuseteile 11 und 12 gelagert sind. Ein Betätigungsbügel ist mit seinen Enden bei 46 auf den Kurbelwellenteilen 41 und 42 verkeilt. Diese Betätigungskurbel ist aus zwei Teilen 43 und 44 gebildet, welche an ihrer Berührungsstelle bei 45 miteinander verbunden sind. Die Bewegung des Betätigungsbügels und damit die Bewegung des Verschlußstückes auf die Dichtung zu ist durch einen Anschlag 43 b begrenzt.The closure piece is provided with outer axis stumps 33 and 34 aligned with one another, by means of which it is brought from one end position into the other, and the common axis of which intersects the center of the cutout 17. These stub axles are each mounted in corresponding ends of a pair of toggle levers 35 and 36, the other ends of which are mounted on crank pins 37 and 38 which are attached to cranks 39 and 40 which form cooperating toggle levers. The cranks are attached to aligned crankshaft parts 41 and 42, which are mounted in matching semi-cylindrical recesses in the edges of the housing parts 11 and 12 lying on top of one another. An operating bracket is wedged with its ends at 46 on the crankshaft parts 41 and 42. This actuating crank is formed from two parts 43 and 44 which are connected to one another at their point of contact at 45. The movement of the actuating bracket and thus the movement of the closure piece towards the seal is limited by a stop 43 b.
In F i g. 1 ist in ausgezogenen Linien die Stellung des Verschlußstückes und der zugehörigen beweglichen Teile gezeigt, wenn das Ventil ganz geöffnet ist, und mittels gestrichelter Linien die Stellungen angedeutet, wenn das Ventil geschlossen ist.In Fig. 1 is the position of the locking piece in solid lines and associated moving parts shown when the valve is fully open, and indicated by dashed lines the positions when the valve is closed is.
In den F i g. 3 und 4 sind für Teile, die die gleichen sind wie in F i g. 1 und 2, die gleichen Bezugszeichen mit dem Zusatz »a« verwendet worden.In the F i g. 3 and 4 are for parts that are the same as in F i g. 1 and 2, the same reference numerals with the addition "a" have been used.
Die Ausführungsform nach F i g. 3 und 4 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen im wesentlichen in der Ausbildung des Verschlußstückes und seiner Betätigungsmittel.The embodiment according to FIG. 3 and 4 is different from that described above essentially in the formation of the closure piece and its operating means.
In F i g. 3 und 4 besteht das Verschlußstück aus zwei Teilen 50 und 51, die hohl sind, zentrisch bei 52 ineinandergreifen und mit Schrauben 53 aneinander befestigt sind. Die Enden des Verschlußstückes weisen kugelförmige Hauben 54 und 55 auf, wobei die Kugelhaube 55 in F i g. 3 mit dem Sitzring 15 a zu- sammenwirkt, der radial eine schwimmende Bewegung ausführen kann.In Fig. 3 and 4, the closure piece consists of two parts 50 and 51, which are hollow, engage one another centrally at 52 and are fastened to one another with screws 53. The ends of the closure piece have spherical hoods 54 and 55, the spherical hood 55 in FIG. 3 interacts with the seat ring 15 a , which can perform a floating movement radially.
In der in F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform sind die Kurbelwellenteile miteinander verbunden und enthalten Wellenstümpfe 41a und 42a, die so lang ausgeführt sind, daß sie mit Spiel durch Längsschlitze 56 und 57 in dem Teil 51 des Verschlußstückes hindurchgreifen, so daß die Kurbeln 39 a und 40 a innerhalb dieses Teiles liegen. Die Kurbeln sind auf einem Rohr 58 befestigt, in dessen Enden die Wellenstümpfe 41 a und 42 a verkeilt sind. Die zusammenwirkenden Lenker 35 a und 36 a sind auf zueinander fluchtenden Achsenstümpfen 33 a gelagert, die in dem Teil 51 befestigt sind. Für letzteres wird eine Versteifung von einem inneren Quersteg 60 gebildet.In the in F i g. 3 and 4 shown embodiment, the crankshaft parts are connected to each other and contain stub shafts 41a and 42a, which are made so long that they reach through with play through longitudinal slots 56 and 57 in the part 51 of the locking piece, so that the cranks 39 a and 40 a within of this part lie. The cranks are mounted on a tube 58, in the ends of which the stub shafts 41 a and 42 a are wedged. The interacting links 35 a and 36 a are mounted on aligned axle stumps 33 a, which are fastened in the part 51. For the latter, a stiffener is formed by an inner transverse web 60.
Die Schlitze 56 und 57 in dem Verschlußstück weisen so viel Spiel auf, daß letzterer die leichte Neigungsbewegung ausführen kann, die ihm von den Lenkern 22 a und 23 a während seiner Bewegung aus einer Extremstellung in die andere erteilt wird. Durch Lagerung der äußeren Enden der Lenker 22 a und 23 a auf drehbar verstellbaren exzentrischen Zapfen, die in dem Ventilgehäuse aufgenommen werden, kann eine Verstellung der Lage des Verschlußstückes ermöglicht werden.The slots 56 and 57 in the locking piece have so much play on that the latter can perform the slight inclination movement that is given to him by the Handlebars 22 a and 23 a during its movement from one extreme position to the other is granted. By mounting the outer ends of the handlebars 22 a and 23 a on rotatable adjustable eccentric pins that are received in the valve housing, an adjustment of the position of the locking piece can be made possible.
Der in vergrößertem Maßstab in F i g. 5 gezeigte Ventilsiz hat die Form eines elastischen Ringes, beispielsweise aus Metall, Gummi oder Kunststoff. Dieser Ring hat im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei die Mündung des U radial nach außen weist. Der Ring sitzt mit radialem Spiel in einer ringförmigen, parallelseitigen Nut 26 des Gehäuseteils 12. Die Mündung des U hat entgegengerichtete nach außen gewendete Lippen 27, 27, die zufolge einer leichten axialen Vorspannung des Ringes in dichtendem Reibschluß mit den Wandungen der Nut 26 liegen. Eine der Seitenwandungen der Nut wird von einer Ringschraube 28 gebildet, die in ein Gewinde im Gehäuseteil 12 eingeschraubt ist und die bei Drehung auf den Sitzring ein gewünschtes Ausmaß an axialer Vorspannung ausübt.The enlarged scale in FIG. 5 valve seat shown has the Form of an elastic ring, for example made of metal, rubber or plastic. This ring has a substantially U-shaped cross-section, the mouth of the U pointing radially outward. The ring sits with radial play in an annular, parallel-sided groove 26 of the housing part 12. The mouth of the U has oppositely directed outwardly turned lips 27, 27, which result from a slight axial preload of the ring are in sealing frictional engagement with the walls of the groove 26. One of the Side walls of the groove is formed by an eyebolt 28 which is threaded into is screwed into the housing part 12 and when turned on the seat ring a desired Exerts amount of axial preload.
Beide Ecken des Steges des Sitzringes sind an ihrem inneren Umfang bei 29 abgeschrägt, und zwar unter einem solchen Winkel, daß sie tangential zu der Oberfläche des Kugelausschnittes 17 liegen, wenn der bewegliche Ventilkörper in seiner geschlossenen Stellung ist, so daß eine kegelstumpfförmige Sitzfläche an beiden Seiten gebildet wird.Both corners of the web of the seat ring are on their inner circumference beveled at 29, at such an angle that it is tangential to the Surface of the spherical cutout 17 are when the movable valve body in its closed position, so that a frustoconical seat is attached to it formed on both sides.
Durch die oben geschilderte Lagerung des Ringes 15 mit Radialspiel kann er, falls notwendig, entgegen dem leichten Reibschluß mit den Wandungen der Nut bewegt werden, so daß er automatisch zu dem Kugelausschnitt 17 zentriert wird, wenn sich das Verschlußstück in seiner geschlossenen Stellung befindet. Das Radialspiel ermöglicht ferner, daß sich der Ring bei Schwankungen der thermischen und mechanischen Beanspruchungen radial ausdehnen und zusammenziehen kann. Dadurch, daß der Ring auf beiden Seiten mit einer Abschrägung 29 versehen ist, kann er gewendet werden, wenn die Abschrägung auf einer Seite abgenutzt worden ist.Due to the above-described storage of the ring 15 with radial play he can, if necessary, against the slight frictional engagement with the walls of the Groove are moved so that it is automatically centered on the spherical cutout 17, when the breech is in its closed position. The radial play also allows the ring to move in the event of thermal and mechanical fluctuations Can expand and contract loads radially. By having the ring is provided with a bevel 29 on both sides, it can be turned will, when the bevel has been worn on one side.
Durch die elastische Ausbildung des Ventilsitzes 15 kann nach Schließen des Ventils der in Richtung des Pfeiles A wirkende Druck den inneren Schenkel abheben, so daß das Druckmedium in die Nut 25 gelangt und hier einmal in Richtung des Pfeiles B auf die Innenseite des gegenüberliegenden Schenkels und in Richtung des Pfeiles C radial nach innen wirkt. Durch die Kraft B wird eine Abdichtung gegen die äußere Nutenwandung erzielt; durch die Kraft C wird der Ring auf das Verschlußstück 17 aufgepreßt und somit die Abdichtung bewirkt.Due to the elastic design of the valve seat 15, after closing of the valve, the pressure acting in the direction of arrow A lift the inner leg, so that the pressure medium enters the groove 25 and here once in the direction of the arrow B on the inside of the opposite leg and in the direction of the arrow C acts radially inwards. The force B creates a seal against the external Groove wall achieved; the ring is pushed onto the locking piece 17 by the force C pressed on and thus causes the seal.
Der Dichtring 30 nach F i g. 6 hat etwa rechteckförmigen Querschnitt und ist an seinem inneren Umfang wiederum so abgeschrägt, daß er tangential zur Kugelfläche des Verschlußstückes 17 liegt. Auf der Außenseite des Dichtringes ist eine federnd zusammendrückbare Scheibe 32, beispielsweise aus Gummi, angeordnet. Bei geschlossenem Ventil wird durch die Kraft A die Scheibe 32 etwas zusammengepreßt, so daß Druckmedium in die Nut 26 gelangen kann, wo es in Richtung des Pfeiles C radial auf den Dichtring 30 wirkt und diesen in Anlage an der Kugelfläche des Verschlußstückes 17 bringt. Da durch den Druck A die Pressung zwischen dem Sitzring 30 und der Scheibe 32 vergrößert wird, wirkt sich der auch auf den Umfang der Scheibe 32 wirkende Druck nicht in einer Verschiebung des Dichtringes 32 aus.The sealing ring 30 according to FIG. 6 has an approximately rectangular cross-section and is again beveled on its inner circumference in such a way that it is tangential to the spherical surface of the closure piece 17. A resiliently compressible disk 32, for example made of rubber, is arranged on the outside of the sealing ring. When the valve is closed, the force A compresses the disk 32 somewhat so that pressure medium can enter the groove 26, where it acts radially in the direction of arrow C on the sealing ring 30 and brings it into contact with the spherical surface of the closure piece 17. Since the pressure between the seat ring 30 and the disk 32 is increased by the pressure A, the pressure also acting on the circumference of the disk 32 does not result in a displacement of the sealing ring 32.
Der Ventilsitz 31 nach F i g. 7 ist winkelförmig ausgebildet, wobei ein breiter, relativ steifer Körper innerhalb der Nut 26 liegt und der schmalere Schenkel 33 axial in Richtung auf das Verschlußstück 17 vorspringt. Die Lippe 33 ist an ihrem Ende auf der Innenseite mit einer Abschrägung 29 versehen, die tangential zur Kugelfläche des Verschlußstückes liegt.The valve seat 31 according to FIG. 7 is angled, wherein a wide, relatively stiff body lies within the groove 26 and the narrower one Leg 33 protrudes axially in the direction of the closure piece 17. The lip 33 is provided at its end on the inside with a bevel 29 which is tangential to the spherical surface of the locking piece.
In der Schließstellung des Ventils wird der in der Nut 26 liegende Teil des Ventilsitzes wiederum durch die Kraft A beaufschlagt. Druckmittel gelangt damit in die Nut und wirkt in Richtung des Pfeiles C. Gleichzeitig wirkt in Richtung des Pfeiles D eine Kraft auf den Schenkel 33, der das Ende dieses Schenkels in feste Anlage an das Verschlußstück 17 bringt.In the closed position of the valve, the part of the valve seat lying in the groove 26 is again acted upon by the force A. Pressure medium thus enters the groove and acts in the direction of arrow C. At the same time, a force acts on the leg 33 in the direction of arrow D, bringing the end of this leg into firm contact with the closure piece 17.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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GB1189342X | 1957-06-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1189342B true DE1189342B (en) | 1965-03-18 |
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ID=10880996
Family Applications (1)
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DES58518A Pending DE1189342B (en) | 1957-06-06 | 1958-06-06 | Valve with a movable closure piece that is designed as a spherical cutout |
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Country | Link |
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DE (1) | DE1189342B (en) |
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