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B e s c h r e i b u n g betreffend einschweißbares Ventil.
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Die Erfindung betrifft ein in eine Rohrleitung einschweißares Ventil,
insbesondere zur Verwendung bei einem erhhht e Temperaturen und gegebenenfalls erhöhte
Drücke aufweisenden Medium, mit einem geschweißten Gehäuse mit. einem den Ventilsitz
aufnehmenden Mittelstück, das auf entgegengesetzten Seiten zwei Ventilstutzen von
kreisförmigen Querschnitt mit koaxial auf einer Einbauachse angeordrleten Außenenden
aufweist und einen sich unter einem Winkel zur Einbauachse erstreckenden rohrförmigen
Gehauseaufsatz mit der Spindel zum Verlagern des Ventilkörpers zwischen der Schließstellung
und der Offenstellung trägt.
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Ein derartiges Ventil ist bereits bekannt. Dabei weisen die koaxial
angeordneten Ventilstutzen gleichbleibenden Durchmesser auf und sind unter Bildung
eines Gehäusemittelstücks unter 45 0 abgewinkelt, so daß sie unter einem rechten
Winkel ineinander übergehen. Der Gehäuseaufsatz wird von einem Fortsatz des einen
abgewinkelten Ventilstutzens gebildet und erstreckt sich dementsprechend unter 45
° zur Einbauachse. An den in Richtung der Spindelachse weisenden Enden des Überschneidungsbereichs
zwischen den abgewinkelten Ventilstutzen ist jeweils ein Ventilsitzring vorgesehen,
wobei der dem Gehäuse satz bebachten Ventilsitzring in der Offenstellung der andere
Vent itzring
in der Schließstellung des Ventilkörpers mit diesem
abdichtend zusammen wirken. Der Ventilkörper wird über eine durch einen Gehäuseaufsatzdeckel
herausgeführte steigende Spindel betätigt.
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Das bekannte einschweißbare Ventil kann im Gebensatz zu Ventilen
mit einem gegossenen Ventilgehäuse unter Vermeidung von möglicherweise undicht werdenden
Flanschverbindungen eingeschweißt werden. Ferner kann ein solches Ventil bzw. sein
Gehäuse aus Werkstoffen zusammen geschweißt werden, deren Eigenschaften besonderen
Verwendungsfällen angepaßt sind. Beispielweise konnen Werkstoffe eingesetzt werden,
die auch unter erhöhten Temperaturen noch eine hohe Festigkeit aufweisen und/oder
eine hohe chemische Widerstandsfähigkeit besitzen.
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Bei dem bekannten Ventil ist jedoch von Nachteil, daß das Ventil
vom Medium nicht glatt durchströmt wird, daß vielmehr das Medium eine dreifache
Richtungsänderung bzw.
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Umlenkung erfährt, und zwar um 45 , um 90 ° und erneut um 45 °. Ferner
erfordet das bekannte Ventil eine vergleichsweise große Hubhöhe des Ventilkörpers,
die dem Durchnesser der Ventilstutzen entspricht. Dementsprechend ist ein relativ
langer Gehäuseaufsatz bzw. eine entsprechend weit aus diesem heraus ragende Spindel
unumgänglich.
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Ilinzu kommt, daß auch das Mittelstück des Ventilgehauses bereits
größere Abmessungen aufweisen muß und weit gergenüber der Einbauachse des Ventils
vorragt, damit die beiden geneigt angeordneten Ventilsitzringe untergebracht werden
können. Aus diesen Gründen läßt sich das bekannte Ventil nicht in optimaler Weise
kompakt ausführen,so daß es unter anderem auch wegen der Spindelneigung zur Einbauachse
nur begrenzt verwendbar ist. Ferner führt das Einschweißen des der Absperrung dienenden
Ventilsitzrings in das den Ventilstutzendurchmesser aufweisende Mittelstück zu einer
Querschnittsverringerung und damit zu einer unerwünschten örtlichen Erhöhung der
Durchflußgeschwindigkeit und des Strömungswiderstands.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein einschweißbares
Ventil der eingangs genannten Art so zu
verbessern, daß es bei einer
glatteren Durchströmung zugleich kompakter ausgebildet ist und daher in erhöhtem
Maße verwendbar ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelstück
rohrförmig ist, einen größeren Durchmesser als die Außenenden der Ventilstutzen
aufweist und eine gemeinsame Mantellinie mit den beiden Ventilstutzen bildet, daß
sich die Ventilstutzen zum Mittelstück hin bis auf dessen Durchmesser erweitern
und daß der Gehäuseaufsatz auf der der gemeinsamen Mantellinie abgewandten Seite
des Mittelstücks vorgesehen ist und sich unter einem rechten Winkel zur Einbauachse
erstreckt.
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Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine im wesentlichen glatte Durchströmung
des Ventils, da die Ventilsitzöffnung, obwohl sie in Richtung de@ Spindelachse weist,
wegen ihrer geringen axialen Abmessung nicht in Axialrichtung durchstromt wird und
somit nur eine geringe Umlenkung des durclströmenden Elediums bewirkt. Ferner kann
das Mittelstück mit vergleichsweise geringer axialer Länge und geringem Durchmesser
ausgeführt sein, wobei eine geringe Hubhöhe des Ventilkörpers ausreicht, um den
Ventilkörper unter vollständiger Freigabe des Durchflußpfades vom Ventilsitz abzuheben.
Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Venti' auch kompakt ausgebildet werden.
Ferner kann das Ventil auch aus den Werkstoffen hergestellt werden, aus denen die
Rohrleitung besteht, in die das Ventil eingeschweißt werden soll.
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Bei einer zweckiniißigen Ausführungsform ist in das rohrförmige Mittelstück
eine il3 Schnitt durch die Achsen der Spindel und des Mittelstücks im vesentlichen
z-förmige, die Ventilstutzen voneinander trennende Ventilsitzhalterung
eingeschweißt,
deren Mittelteil in eine1 zur Achse der Spindel normalen Ebene im wesentlichen in
Höhe der Achse des Mittelstücks angeordnet ist und die durch den Ventilkörper absperrbare
Durchgangsöffnung aufweist. Diese Ausbildung ist einfach herzustellen und ist auch
im Hinblick auf eine möglichst glatte Durchströmung des Ventils von Vorteil.
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Weitere Merkmale und Maßnahmen, die beim erfindungsgemäßen Ventil
zweckmäßigerweise angewendet werden, ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt das Ventil in einem Schnitt; Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung
längs knie II ~ II in Fig. 1.
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Das Ventilgehäuse 1 umfaßt ein rohrförmiges Mittelstück 2'an das
sich zwei Ventilstutzen 3 und 4 anschließen, die kreisförmigen querschnitt aufweisen
und sich nach außen hin zu kurzen zylindrischen Außenenden 3, 6 verjüngen, deren
Durchmesser dem Durchmesser der Rohrleitung entspricht, in die das Ventil einbaubar
ist. Durch die Außenenden 3, 6 ist die Einbauachse 7 des Ventils festgelegt.
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Wie die beiden Figuren zeigen, verjüngen sich die Ventilstutzen 3
und 4 nicht konzentrisch, vielmehr sind ihre Mantellinien an der in Fig. 1 oberen
Seite am stärksten zur Einbauachse 7 geneigt, während die Mantellinien an der geniäß
Fig. 1 unteren Seite überhaupt keine Neigung zur Einbauachse 7 aufweisen, so daß
das Mittelstück 2 und die mit diesem verschweißten Ventilstutzen 3 und 4 hier eine
eemeinsame Mantel linie aufweisen.
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In das Mittelstück 2 ist eine in der Schnittdarstellung nach Fig.
1 im wesentlichen z-fö.nnige Ventilsitzhalterung 8 eingeschweißt, welche die Strömungskanäle
innerhalb der Ventilstutzen 3 und 4, voneinander trennt und deren Mittelteil 9 eine
Durchgangsöffnung 10 umschließt, die an ihrer Oberseite eine Erweiterung aufweist,
in die ein Ventilsitzring 11 eingebaut und durch Löten befestigt ist. Das tSittelteil
9 der Ventilhalterung 8 erstreckt sich oberhalb der gemeinsamen Mantel linie des
Ventilgehäuses 1 im wesentlichen in Höhe der Achse des Gehäusemittelstücks 2. Ferner
ist eine Verseifung 12 zwischen der Oberseite des VentilstutN zens 3 und der Ventilsitzhalterung
8 im Bereich des in Fig.
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1 linken Endes, seines Mittelteils 9 eingeschweißt. Die Versteifung
12 kann plattenförmig ausgeführt sein und als Medium Strömungsleitwand wirken, um
das""'gemäß Fig. 1 entsprechend den eingezeichneten Strömungspfeilen von links nach
rechts in glatter Strömung der Unterseite der Durchgangsöffnung 10 zuzuleiten. Wegen
der geringen Stärke bzw. öhe des Halterungsmittelteils 9 und des Ventilsitzrings
11 ergibt sich eine nur geringfügige Umlenkung der Strömung beim Durchströmen der
Durchgangsöffnung 10, wie es durch den mittleren Strömungspfeil angedeutet ist.
Das bei geXffnetem Ventil durch die Durchgangsöffnung 10 bzw. den Ventilsitzring
li hindurch getretene Medium strömt dann infolge der Ausbildung des sich verjilngenden
Ventilstutzens 4 in glatter Strömung entsprechend dem rechten Strömungspfeil in
Fig. 1 weiter, um entsprechend dem Eintritt längs der Achse 7 in den Ventilstutzen
3 aus dem Ventilstutzen 4 wiederum in einer Strömune längs der Achse 7 auszutreten.
Gegebenenfalls kann die Strömungsrichtung auch umgekehrt werden.
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Auf der der gemeinsamen Mantellinie des Ventilgehäuses 1 abgewandten
Seite des Gehäusemittelstücks 2 1 ist ein rohrförmiger Gehäuseaufsatz 13 mit umlaufender
Naht angeschweißt, wobei das Mittelstück 2 dem Durchmesser des Gehäuseaufsatzes
13 entsprechend ausgeschnitten ist, so daß sich der Innenraum
des
Gehäuseaufsatzes 13 an die vom Mittelstück 2 umschlossene Kammer anschließt. An
das obere Ende des Gehwiuseaufsatzes 13 ist ein flansch 14 angeschweißt, mit dem
ein Deckel 15 durch Schrauben 16 verspannt ist, die durch Federringe 17 gesichett
sind.
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Zur Betätigung des Ventils ist eine Gewindespindel 18 vorgesehen,
die ein unrundes oberes Antriebsende 19 aufweist und sich durch eine Öffnung im
Deckel 15 längs der Achse des Gehäuseaufsatzes 13 in diesen hinein erstreckt. Die
Spindel 18 ist mit einem Bund 20 verschen, der zwei entgegengesetzt weisende Axialanschlagflächen
zur axialen Festlegung der Spindel 18 bildet. Die gemäß Fig.' 1 untere Anschlagfläche
des Spindelbundes 20 wirkt mit der Oberseite des Deckels 13 zusammen, während die
obere Anschlagfläche mit einem Lagerteil 21 zusammenwirkt, das mittels Schrauben
22 mit dem Deckel 15 verspannt ist und an seiner Unterseite eine zentrale Aussparung
zur Aufnahme des Spindelbundes 20 aufweist, an die sich nach oben eine Durchführungsöffnung
für die Spindel 18 anschließt.
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Die Spindel 18 weist an ihrem unteren Ende einen Gewindeabechnitt
23 auf, mit dem eine Wandermutter 24 verschraubt ist. Die Wandermutter 24 ist an
ihrem unteren Ende fest mit einer koaxial angeordneten Spindelhülse 25 verbunden,
dere Innendurchmesser größer als der Durchmesser des Gewindeabschnitts 23 ist und
die an ihrem unteren Ende ein Befestigungsteil 26 trägt, das mittels einer Schraube
27 drehrest mit dem Ventilkörper 28 verspannt ist, der in Schließstellung gemä(3
Fig. 1 abdichtend mit dem Ventilsitzring 11 zusammenwirkt. Um im Falle einer Drehung
der Spindel 18 ein Mitdrehen der Wandermutter 24 bzw. des mit dieser verbundenen
Ventilkörpem 28 zu vermeiden und so je nach Drehrichtune der Spindel 18 eine Aufwärts-
bzw.
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Abwärtsbewegung des Ventilkörpers 28 zu erreichen, ist an diesen ein
Fuhrungsteil 29 angeschweißt, das mit einer am
Innenumfang des Gehäuseaufsatzes
13 anliegenden und sich axinl erstreckenden Fiihrungsstange 30 zusammenwirkt.
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Um den Gehäuseaufsatz 13 nach oben hin abzudichten, ist zwischen
dem Flansch 14 iind dem Deckel 15 ein Dichtungsring 31 vorgesehen. Die Abdichtung
der Spindeldurchführung durch den Deckel 15 bzw. das Lageteil 21 ist dadurch erreicht,
daß ein an den Ventilkörper 2B anschließender Faltenbalg 32 vorgesehen ist, der
die Teile 23 bis 27 umschließt und an scinem oberen Ende in einen Flansch 53 übergeht,
der wie dci' Dichtungsring 31 zwischen der Gehäuseaufsatzflansch 14 und dem Deckel
15 eingespannt ist.
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Durch den Faltenbalg 32 sind zugleich die Hülse 25, die Wandermutter
24 und die Spindel 18 vor einer Berührung mit dem durch das Ventil strömenden Medium
geschiitzt.
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Fiir den Fall, daß der Faltenbalg 32 undicht werden sollte, ist vorgesehen,
daß sich die Wandermutter 24 in ihrer oberen Stellung bzw. bei voll geöffnetem Ventil
an die Unterseite des Deckels 15 anl-egt und auf diese Weise einen Austritt des
Mediums längs der Spindel verhindert.
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