DE2023960A1

DE2023960A1 - Klappenventil

Info

Publication number: DE2023960A1
Application number: DE19702023960
Authority: DE
Inventors: Henry London Masheder
Original assignee: Masheder Design Studies Ltd
Current assignee: Masheder Design Studies Ltd
Priority date: 1970-05-15
Filing date: 1970-05-15
Publication date: 1971-11-25

Description

4«0 Heme, SOOO München 23,

Freiligrathstraße 1? 1Λ«.«.· I..— B Ll B^I. Eisenacher Straße 17

Postfach 1« P I pi.-ing. R. H. Bahr pa*™,. Beizler

P.l..*nw. Herrni.nn-Tr.Bl.pohl DIpl.-PIlVS. Eduard ΒβΙΐΙθΓ Fernsprecher: 39 8011

Fernsprecher: 51013 r W 398012

51014 Dipl.-Ing. W. Herrmann-TrentepohI »»«

Telegrammanschrift: Telegrammanschrift;

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpal München

Telex 08 229 85Ϊ Telex 05 24562

' I Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AG Herne 202 434 Postscheckkonto Dortmund 55868

Ref.: M 02 301 ß/P in der Antwort bitte angeben

Zuschrift bitte nach:

München

12. 5. 1970 Masheder Design Studies Limited

"Klappenventil"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappenventil zur Regelung, Steuerung und Isolation von Mediumströmen. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, richtet sich die Erfindung auf Ventile zur Verwendung im Zusammenhang mit Medien von hoher Temperatur. Eine strömungsdynamische Analyse der Wirkungsweise üblicher Regelventile zeigt, daß einer der Hauptursachen für mechanische fehler die gekrümmte Natur der Strömungswege und die daraus folgende Instabilität der | Strömung ist.

Selbst bei verhältnismäßig geringen Druckunterschieden kann der Frequenzbereich, der durch stabile Strömungsmuster entwickelt wird, verhältnismäßig rasch die mechanische Struktur und die Dichtoberflächen beschädigen. Bei hohen Druckunterschieden und hohen Temperaturen werden, wenn das kritische Druckverhältnis erreicht wird, Schall- und Überschallgeschwindigkeiten erzeugt und diese können zusammen mit den Stoßwellen gewöhnliche Ventilformen, beispielsweise Kugel-Winkel·· und Doppel-Anschlagformen₍ zerstören.

- 2 1098A8/10S5

Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, ein dichtschließendes Regelventil mit einer geraden Durchgangsöffnung in der voll geöffneten Stellung und mit Abdichtflächen zu schaffen, die gegen Zerstörung und Beschädigung widerstandsfähig sind und eine Geometrie oder Örtlichkeit derart aufweisen, daß eine saubere Regulierung selbst bei niedriger Belastung erreichbar ist. .

Übliche Klappenventile zeigen bereits Ansätze zur Erfüllung dieser Forderungen, da sie unmittelbare geradlinige Durchgangskanäle und eine beträchtliche Regulierungscharakteristik aufweisen. Infolge ihrer Geometrie können sie jedoch nicht dicht schließen ohne die Verwendung von Elastomeren, wodurch ihr Einsatz auf niedrige oder gemäßigte Temperaturen begrenzt ist. Darüber hinaus gleiten die Dichtflächen übereinander und dies beschränkt die Ventile auf niedrige Druckdifferentiale, während in der modernen Praxis sowohl Drucke als auch !Demperaturen rasch steigen.

Aus Gründen der leichten Herstellbarkeit ist es wünschenswert, einen glatten kegelstumpfförmigen Ventilsitz zu verwenden, welcher in den Ventilkörper eingeschraubt oder eingepreßt werden kann, während es aus Gründen der Regulierungsstabilität wünschenswert ist, eine dazugehörige Ventilscheibe einzusetzen, die bezüglich ihrer Drehmitte nicht im Gleichgewicht ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Klappenventil mit einem kegelstumpfförmigen Ventilsitz in einer Bohrung des Ventilskörpers und einem kreisförmigen Verschlußglied vorgeschlagen, welches um Zapfen drehbar ist, deren Drehmitte aus dem dazu parallelen geraden Durchmesser des Verschlußgliedes um ein bestimmtes Stück und aus der parallelen Mittelebene der Bohrung um das gleiche Stück versetzt ist, wobei die Drehmitte stromaufwärts vom Ventilsitz um ein Stück angeordnet ist, welches einen vollständigen Umfangseingriff dieses Sitzes durch das Verschlußglied erlaubt.

Wenn ein Fläche-zu-Fläche-Eingriff zwischen dem Ventilsitz und dem Verschlußglied erforderlich ist, ist der Umfang des

109848/1055 - 3 -

y ;

Verschlußgliedes vorzugsweise als darauf abgestiiamter Kegelstumpf ausgebildet. Wenn eine Kontaktlinie zwischen Ventilsitz und Verschlußglied erwünscht ist, dann ist der Umfang·des Verschlußgliedes gekrümmt oder in anderer Weise hinterdreht.

Der Ventilsitz ist vorzugsweise in die stromabwärts gelegene Oberfläche des Ventilkörpers eingeschraubt oder eingepreßt und kann einen elastischen ringförmigen Einsatz innerhalb seiner kegelstumpfförmigen Dichtfläche aufweisen, der das Dichtglied bildet.

Ein Ventil gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Diese zeigen beispielhaft in

Fig. 1 eine Endansicht des Ventils im offenen Zustand;

Mg. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Ventils in geschlossener Stellung;

Pig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A der Pig. 1.

Das Ventil weist einen Metallgußkörper E mit Lagern B^ und B2 für einen Betätigungszapfen T₁ und einen unteren Lagerzapfen Tg auf, die beide in Achsrichtung abgezogen werden können.

Der Ventilsitz S ist in die stromaufwärts liegende Fläche des Ventilkörpers E eingeschraubt und liefert eine kegelstumpfförmige Dichtfläche W Z, die unter 2° zur Ventilbohrachse schräggestellt ist. Das Verschlußglied D ist auf den Zapfen T| aufgestiftet und dreht sich frei auf dem unteren Zapfen Tg.

Wie man aus Pig. 3 erkennen kann, ist es gewichtsmäßig nicht ausgeglichen, weil der eine Plügel sich beträchtlich weiter von der Achse A der Zapfen erstreckt als der andere. Wie aus der Zeichnung erkennbar, überschreitet der rechte Plügel einen halben Durchmesser um einen Abstand, der gleich dem Abstand M ist, über welchen die Achse A aus der Ventilbohrungsachse versetzt ist.

109848/105S -.4 -

Die Zapfenachse A ist von der stromaufwärts liegenden Fläche des Ventilsitzes S über einen Abstand L entfernt. Dieser Abstand ist derart gewählt, daß bei einer Schließbewegung des Verschlußgliedes D die äußere Kante X seiner konischen Dichtfläche an der stromaufwärts gelegenen Kante Z des Sitzes S vorbeiläuft und die Kante W berührt, während in ähnlicher Weise die äußere Kante V das stromabwärts gelegene Ende ¥ des Sitzes passiert und mit der Kante Z Kontakt macht.

Man erkennt, daß ein fortschreitender gegenseitiger Eingriff zwischen den einander zugeordneten konischen Flächen des Verschlußgliedes und des Sitzes erfolgt und aus Fig. 2 ist ferner deutlich, daß das Aufbringen des Druckmitteldruckes auf die stromaufwärts gelegene Fläche des Verschlußgliedes die Sitzkraft vergrößert.

Wenn die konische Dichtfläche des Verschlußgliedes D gekrümmt oder in anderer Weise ausgebildet ist, läßt sich ein Linienkontakt mit dem Ventilsitz S am gewünschten Ort innerhalb seiner Länge herstellen.

- Patentansprüche: -

109848/1056

Claims

"Patentansprüche

1. Klappenventil mit einem kegelstumpfförmigen Ventilsitz in einer Bohrung des Ventilkörpers und einem kreisförmigen Verschlußglied, das um Zapfen drehbar ist, deren Drehmitte aus dein dazu parallelen geraden Durchmesser des Verschlußgliedes" um einen bestimmten Abstand versetzt und aus der parallelen Mittelebene der Bohrung um den gleichen Abstand verschoben ist, wobei die Drehmitte stromaufwärts vom Ventilsitz in einem Abstand angeordnet ist, der den vollen ümfangseingriff des Sitzes durch das Verschlußglied erlaubt, i

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Verschlußgliedes als Kegelstumpf entsprechend dem Ventilsitz ausgebildet ist.

3. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch ge ken η ζ ei c hn e t, daß der Ventilsitz in die stromabwärts liegende !"lache des Ventilkörpers eingeschraubt ist.

4. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Verschlußgliedes nicht eben ist.

5. Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Dichtflächen des Ventilsitzes und Verschlußgliedes mit einem elastischen Einsatz versehen ist.

109848/1055