DE1283624B - Fluessigkeits-Regelventil - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4i07¥W PATENTAMT Int. Cl.:

F16k

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 47 gl - 5/20

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 83 624.7-12 (S 95605)

23. Februar 1965

21. November 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkeits-Regelventil mit zumindest einem kreisringförmigen Sitzring, der mit einem Schließteil zusammenwirkt und gegenüber dem Ventilgehäuse durch eine kreisringförmige dünne, flexible Metallmembran abgedichtet ist, die an ihrem Innenrand am Sitzring und an ihrem äußeren Rand am Ventilgehäuse dichtend befestigt ist, so daß der Schließteil begrenzte Schwingbewegungen ausführen kann und die Membran bei zusammengebautem Ventil durch das gegen den Sitzring drückende Gehäuseteil in Richtung auf den Sitzring hinreichend elastisch durchgebogen ist, um einen Federdruck des Ringes gegen den Schließteil zu bewirken, unter Belassung eines dem zu regelnden Medium Zugang zur Rückseite der Membran gebenden Zwischenraumes zwischen Membranrückseite und Ventilgehäuse.

Bei den bekannten Ventilen dieser Art ergibt das Abdichten der Membran gegenüber dem Sitzring einerseits und dem Gehäuse andererseits gewisse Schwierigkeiten, insbesondere wenn der Sitzring aus einem Material besteht, das nicht unmittelbar mit Metall verbunden werden kann, z. B. Poly tetrafluorethylen, das wegen seines niedrigen Reibungskoeffizienten, seiner hohen chemischen Widerstandsfähigkeit und dem hohen Temperaturbereich, über den es seine mechanischen und chemischen Eigenschaften aufrechterhält, ein sehr wünschenswertes Material für den Sitzring ist.

Gemäß der Erfindung ist das Problem der Abdichtung der Membran dadurch gelöst worden, daß die Membran an ihrem Innenrand über einen abgerundeten Verbindungsteil in einem in den Sitzring eingepaßten, zu diesem hin gerichteten rohrförmigen Teil endet, wobei ein O-Ring zwischen dem abgerundeten Verbindungsteil und dem Sitzring, gegen das geregelte Medium geschützt, untergebracht ist und ein weiterer O-Ring zwischen dem Membranaußenrand und dem Gehäuse angeordnet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile eines Flüssigkeitsregelventils gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform eines solchen Ventils an Hand der Zeichnungen.

F i g. 1 ist ein Längsschnitt eines Flüssigkeits-Regelventils gemäß der Erfindung;

F i g. 2 ist eine Einzelheit der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab;

F i g. 3 ist ein Teilschnitt, der die gleichen Teile der Membran zeigt wie Fig. 2, jedoch bevor diese im Ventil eingeklemmt ist, und

Flüssigkeits-Regelventil

Anmelder:

Saunders Valve Company Ltd.,

Cwmbran, Monmouthshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Alfred Maxton, Patentanwalt,
5000 Köln

Als Erfinder benannt:

Stanley Grapes Shand, Hereford (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 25. Februar 1964
(7841)

F i g. 4 ist eine Teildarstellung, die eine abgewandelte Form eines Teiles der Membran zeigt.

Das in Fig. 1 gezeigte Ventil umfaßt ein Ventilgehäuse 11, an dem zwei Endanschlüsse 12 und eine Haube 13 befestigt sind. Die Endanschlüsse 12 dienen dem Einschalten des Ventils in eine Rohrleitung, und nur beispielsweise ist einer derselben mit einem für diesen Zweck bestimmten Flansch 14 gezeigt. Die Endanschlüsse können für jede andere Art des Anschlusses geeignet sein, wie z. B. für Schraubverschluß oder Schweißverbindung. Die Haube 13 dient dazu, eine Spindel 15 im Ventilgehäuse 11 zu lagern und abzudichten. Die allgemein mit 16 bezeichnete Dichtung kann jede gewünschte und für die beabsichtigten Verwendungszwecke geeignete Ausbildung haben und stellt nicht selbst einen Teil der Erfindung dar.

Ein Ende der Spindel steht vor, so daß es zwecks Betätigung des Ventils gedreht werden kann, z. B.

mittels eines Griffes 17, und der Drehwinkel kann durch bekannte Mittel begrenzt werden, wie beispielsweise eine nicht kreisförmige Scheibe 18, die mit nicht gezeigten Anschlägen an der Haube zusammenwirkt.

Das untere Ende der Spindel ragt in den Zwischenraum im Ventilgehäuse 11 hinein und ist so ausgebildet, daß es eine Feder 19 bildet, die mit leichter Passung in einem Schlitz im Kugelküken 21 angeordnet ist, das eine durchlaufende Bohrung 22 aufweist, die mit der Bohrung 23 der Endanschlüsse 12 fluchtet. Die Art, auf welche das Kugelküken einen ScW'eßteil bildet, der sich zwischen Offen-

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und Schließstellung durch Drehung um 90° mittels Wahl der Abmessungen der Teile der Teil 26 der

der Spindel bewegt, ist an sich bekannt und bedarf Membran eine solche Breite erhalten, daß sich eine

keiner weiteren Erläuterung. geeignete Federwirkung ergibt und der effektive

Damit das Ventil sowohl in Offen- als auch in Flüssigkeitsdruck, welcher den Sitzring gegen das Schließstellung gegen das Austreten des geregelten 5 Kugelküken drückt, auf einem geeigneten Wert geMediums abgedichtet ist, muß das Kugelküken eine halten wird.

gute Gleitpassung im Gehäuse haben. Bei dem Ven- Die oben beschriebene Formgebung der Teile 28,

til gemäß der Erfindung ist diese Passung bewirkt 29, die Aussparung im Ventilgehäuse 11 und die

durch die Sitzringe 24, die ihrerseits gegenüber dem Oberfläche 31 bilden einen engen Zwischenraum

Gehäuse abgedichtet sind und deren Außendurch- io rund um die Peripherie der Membran auf der vom

messer genau auf die Bohrungen 22, 23 abgestimmt Kugelküken weg gerichteten Seite, und ein O-Ring

ist. 34 wird in diesem Zwischenraum gehalten, der solche

Da die zwei Sitzringe 24 und ihre Abdichtung Abmessungen hat, daß er die äußere Peripherie der gegenüber dem Gehäuse identisch sind, reicht es, Membran gegenüber dem Ventilgehäuse 11 abdicheinen von ihnen zu beschreiben. Die Oberfläche des 15 tet. Weiterhin befindet sich der O-Ring 34 außer Sitzringes 24, welche sich mit dem Kugelküken in Berührung mit dem durch das Ventil strömenden Arbeitsberührung befindet, ist mit dem gleichen Medium und ist außerhalb des Bereichs des DurchRadius wie das Kugelküken sphärisch gekrümmt, so flußweges angeordnet, d. h. außerhalb des heißen daß eine feste Oberflächenberührung erhalten wird. Bereiches, wenn das Medium hohe Temperatur hai. Um im Hinblick auf Verschleiß und Ungenauigkeiten 20 An seiner inneren Peripherie geht der ebene Teil ein leichtes Schwingen des Kugelkükens (wie es 26 mit einem abgerundeten Verbindungsstück 35 in durch die Nut- und Federverbindung zur Spindel 15 einen rohrförmigen Teil 36 über, der in den Sitzgestattet ist) und die Anwendung von Druck durch ring 24 paßt und eine Abstützung für diesen bildet, den Sitzring 24 gegen das Kugelküken zu ermög- jedoch ist die Abdichtung zwischen der Membran liehen, der sich sowohl aus Federdruck und einem 25 und dem Sitzring 24 durch einen O-Ring 37 bewerkvom Druck des zu regelnden Mediums abhängenden stelligt, der in einer Aussparung an der Rückseite Druck zusammensetzt, ist der Sitzring24 mit einer des Sitzringes 24 im abgerundeten Verbindungsteil dünnen Metallmembran 25 dichtend verbunden, die 35 untergebracht ist. Dieser O-Ring 37 ist auch den Federdruck ausübt und zu deren Rückseite das gegen das strömende Medium geschützt, zu steuernde Medium Zugang hat. 30 Der Paßring 32, der einen Teil des auf die Rück-

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, hat die Membran seite der Membran einwirkenden Flüssigkeitsdruckes einheitliche Dicke, und in spannungsfreiem Zustand aufnimmt, hat in radialer Richtung solche Dimenist ein breiter, kreisringförmiger Teil 26 derselben sionen, daß er sich in Gleitberührung mit der Außenflach, jedoch an der äußeren Peripherie dieses flachen seite des Sitzringes 24 befindet, so daß er auch Teiles hat sie eine Wellung 27, die eine konvexe, 35 diesen letzteren abstützt und schützt. Wenn das Venvom Kugenküken 21 hinweg gerichtete Sicke bildet. til voll geöffnet und geschlossen ist, liegt der Sitzring Von dieser Wellung aus erstreckt sich ein kurzer rundherum gegen das Kugelküken an und ist über röhrenförmiger Teil 28 zum Kugelküken 21 hin, der seinen ganzen Querschnitt beinahe vollständig einmit einem abgerundeten Verbindungsstück in einen geschlossen, so daß er auf diese Weise geschützt ist Querteil 29 übergeht. Die Teile 28, 29 des Quer- 40 und die Verwendung eines Werkstoffes möglich ist, Schnitts sind in einer Aussparung im Gehäuse 11 der unter den gegebenen Arbeitsbedingungen etwas untergebracht, während die angrenzende Oberfläche plastisch wird. Zwischen den voll geöffneten und 31 des Endanschlusses 12 eben ist und die Teile so geschlossenen Stellungen der Teile oder wenn die proportioniert sind, daß bei Anlage des Sitzringes Teile zusammengebaut sein sollten, ohne daß das 24 gegen das Kugelküken 21, wenn der Endanschluß 45 Kugelküken sich in Stellung befindet, wird eine nach 12 im Gehäuse befestigt ist, seine Oberfläche 31 die innen gerichtete Bewegung des Sitzringes 24 durch Wellung 27 berührt und der ebene Teil 26 elastisch den Anschlag der Schultern 38, 39 auf dem Sitzring abgebogen wird zu einem leichten Konus, so daß die 24 bzw. Paßring 32 verhindert, jedoch ist unter nor-Membran als eine den Sitzring 24 gegen das Kugel- malen Arbeitsbedingungen, wenn das Ventil voll geküken drückende Feder wirkt. Die auf diese Weise 50 öffnet oder geschlossen ist, ein leichtes Spiel zwibewirkte Durchbiegung kann gerade ausreichend sehen diesen Schultern 38,39 vorhanden, und sie oder ein bißchen weniger als ausreichend sein, um verhindern somit nicht das Andrücken des Sitzringes das Verbindungsstück zwischen Wellung 27 und 24 gegen das Kugelküken 21 unter Feder- und Flüsebenem Teil 26 gegen die Rückseite eines metalli- sigkeitsdruck. Wenn der Sitzring 24 aus einem Maschen Paßringes 32 im Ventilgehäuse 11 anzudrücken 55 terial besteht, das unter den gegebenen Arbeitsbedin- und durch bei 33 anschlagende Schultern an einer gungen etwas plastisch wird, dient der Anschlag der Bewegung nach innen gehindert sein. Außer an den Schultern 38, 39 während des öffnens oder Schlie-Berührungsstellen der Oberfläche 31 mit der WeI- ßens des Ventils dazu, ein Hineindrängen des Ringlung 27 ist Spiel zwischen der Rückseite der Mem- materials in die Bohrung des Kugelkükens zu verbran und der Oberfläche 31, so daß das gesteuerte 60 hindern.

Medium Zugang zur Rückseite der Membran hat, Die O-Ringe müssen nachgiebiger und biegsamer

um den Federdruck zu ergänzen. Da ein Teil der sein als ein Werkstoff wie z. B. Polytetrafluoräthylen,

Membran sich in Berührung mit dem Paßring 32 wenn sie eine gute Abdichtung ergeben sollen, und

befindet oder in eine solche Berührung gebracht die gewünschten Eigenschaften zusammen mit hoher

wird nach sehr leichter Abbiegung durch den Flüs- 65 chemischer Widerstandsfähigkeit und Temperatur-

sigkeitsdruck, wird ein Teil des Flüssigkeitsdruckes unempfindlichkeit sind nicht leicht zu erreichen. Da

auf den Paßring 32 und nicht auf den Sitzring 24 jedoch die Erfindung es möglich macht, sie gegen

übertragen. Auf diese Weise kann durch geeignete das zu regelnde Medium zu schützen und, soweit

es sich um den äußeren O-Ring handelt, auch gegen die höchste Temperatur, ist die Auswahl des Materials erleichtert. Sowohl an den inneren als auch an den äußeren Rändern der Membran können die O-Ringe aus Silikongummi bestehen oder aus Kunststoff auf der Basis eines linearen Copolymers von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen, so wie es unter dem Handelsnamen »Viton« erhältlich ist.

Die Erfindung ist sowohl auf Schieber- als auch auf Kükenventile anwendbar, jedoch ist sie insbesondere anwendbar bei Kugelkükenventilen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeits - Regelventil mit zumindest einem kreisringförmigen Sitzring, der mit einem Schließteil zusammenwirkt und gegenüber dem Ventilgehäuse durch eine kreisringförmige dünne, flexible Metallmembran abgedichtet ist, die an ihrem Innenrand am Sitzring und an ihrem äußeren Rand am Ventilgehäuse dichtend befestigt ist, so daß der Schließteil begrenzte Schwingbewegungen ausführen kann und die Membran bei zusammengebautem Ventil durch das gegen den Sitzring drückende Gehäuseteil in Richtung auf den Sitzring hinreichend elastisch durchgebogen ist, um einen Federdruck des Ringes gegen den Schließteil zu bewirken, unter Belassung eines dem zu regelnden Medium Zugang zur Rückseite der Membran gebenden Zwischenraums zwischen Membranrückseite und Ventilgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) an ihrem Innenrand über einen abgerundeten Verbindungsteil (35) in einem in den Sitzring (24) eingepaßten, zu diesem hin gerichteten rohrförmigen Teil (36) endet, wobei ein O-Ring (37) zwischen dem abgerundeten Verbindungsteil (35) und dem Sitzring (24), gegen das geregelte Medium geschützt, untergebracht ist, und daß ein weiterer O-Ring (34) zwischen dem Membranaußenrand und dem Gehäuse angeordnet ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfassung für den O-Ring (37) durch das abgerundete Verbindungsstück (35) und eine Aussparung an der Rückseite des Sitzringes (24) gebildet ist.

3. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25), gegebenenfalls nach leichter Abbiegung durch den Flüssigkeitsdruck, mit einem dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzten Teil mit einer Führungsoberfläche des Paßringes (32) im Ventilgehäuse (11) in Berührung steht, die einen Gleitsitz für den Sitzring (24) bildet.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) an ihrem äußeren Rand einen röhrenförmigen, zum Schließglied hin gerichteten Teil (28) aufweist, der in einer ihn außen umgebenden Aussparung im Ventilgehäuse (11) angeordnet ist, die durch einen am Gehäuse befestigten Endanschluß (12) geschlossen ist, wobei der O-Ring (34) so in der Aussparung angeordnet ist, daß er vollständig eingeschlossen und vor dem durch das Ventil fließenden Medium geschützt und von den vom geregelten Medium unmittelbar bestrichenen Teilen entfernt ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Teil (28) sich in einem äußeren, in der Aussparung angeordneten Querteil (29) fortsetzt, wobei der röhrenförmige Teil (28) und der äußere Querteil (29) sich um den Querschnitt des O-Ringes herum erstrecken.

6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (25) in der Nähe ihres äußeren Randes eine Wellung (27) aufweist, die eine vom Schließglied hinweg gerichtete Sicke bildet, durch die beim Zusammenbau des Ventils die Vorspannung bewirkt wird, unter Freilassen eines dem zu regelnden Medium Zugang zur Rückseite der Membran bis zur Wellung (27) herauf gebenden Raumes.

7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran auf dem größten Teil (26) ihrer Breite in spannungsfreiem Zustand eben ist.

8. Ventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspannende Abbiegung der Membran (25) über eine ebene Oberfläche an einem am Ventilgehäuse befestigten Endanschluß (12) bewirkt wird.

9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die O-Ringe aus Kunststoff auf der Basis eines linearen Copolymers von Vynilidenfluorid und Hexafluorpropylen bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 853 234;
französische Patentschrift Nr. 1 341 251;
USA.-Patentschrift Nr. 2 573 177.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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