DE2218987A1

DE2218987A1 - Ventil

Info

Publication number: DE2218987A1
Application number: DE19722218987
Authority: DE
Inventors: Howard Earl Libertyville IU. Siebold (V.StA.). P
Original assignee: Liquid Controls Corp., North Chicago, 111. (V.St.A.)
Priority date: 1971-04-26
Filing date: 1972-04-19
Publication date: 1972-11-09
Also published as: DE2218987B2; CH545434A; CA961832A; NL7205625A; DE2218987C3; GB1380156A; FR2136633A5; AU4138072A; IT953328B; DE7214803U; US3741234A

Description

DIPL-ING. HORST ROSE DIPL.-8NG. PETER KOSEL

3353 Bad Sandershelm, 18. April 1972 Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm

Unsere Akten-Nr. 211 2/tO

Liquid Controls Corporation
Patentgesuch vom 18. April 1972

Liquid Controls Corporation

Waukegan Roäd
North Chicago, Illinois 7,St.A.

Ventil"

Me Erfindung "betrifft ein Ventil mit einem Ventilsitz und einem zum Öffnen und Schließen einer Ventilöffnung in dem Ventilsitz von dem Ventilsitz weg und auf ihn zu bewegbaren Ventilelement.

Bei einem bekannten Ventil (DS-PS 1 244 508) finden biegbare Ventilstreifen aus Metall Verwendung^ die zwischen einer Ventilöffnungen schließenden und öffnenden Stellung durch einen Schwimmer bewegt werden. Die Ventilstreifen sind dabei umgekehrt U-förmig gebogen und mit einem Ende an dem Schwimmer und mit ihrem anderen Ende mit einem Ventilgehäuse in der Näha von Ventilsitzen verbunden, mit denen die Ventilstreifen zusammenwirken, TJm eine gute Abdichtung der Ventilöffnungen zu erreichen, sind bekannte Ventilplatten mit einem gummiähnlichen ' Überzug ausgerüstet, an dem die Ventilstreifen anliegen«, Diese Ventilplatten sind teuer und beim Arbeiten mit bestimmten.

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strömfähigen Medien nicht funktionssicher» Eine Schwierigkeit besteht darin, daß das Überzugsmaterial sich in Gegenwart bestimmter strömfähiger Medien ausdehnt, wodurch die Geometrie des Ventilsitzes geändert wird und sich eine ungenügende Dichtung ergibt«, Es ist schon versucht worden, diese Schwierigkeiten durch eine beissere Verbindung zwischen dem Überzugsmaterial und der Ventilplatte und durch Aufschichtung eines nachgiebigen Dichtmaterials unmittelbar auf die Ventilstreifen zu beseitigen. Diese Versuche haben jedoch nicht au dem gewünschten Erfolg geführt»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einwandfreie hermetische Abdichtung zwischen dem Ventilsitz und der Ventilöffmmg für alle strömfähigen Medien und unter allen Betriebsbedingungen zu erreichen»

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung gelöst durch ein an üem Yentilelement angeordnetes, elastisches, biegbares und durch das Yentilelement gegen den Ventilsitz und über die Ventilöffnung bewegbares Dichtelement und durch einen mit der Yasitilöffnung fluchtenden Durchbruch in dem Dichtelöiaviii:. Per Durchbrach sorgt für einen Druckausgleich an dem Dichtelament* Das DiGhtelement kann sich zusammen mit dem Ventile 1.-3Εΐβϊΐΐ bewegen* Das Dichtelemeirfc ist lose auf dem Yerrcil element angeordnet und' kann aufgrund des Durchbruchs i'jiger.ohtst der Druckdifferenz an dem Ventil von dem Ventiisits z-iisammen mit dem Yentilelement abgehoben werden»

Daher ist nach einer Ansführungsform der Erfindung das Dichtelement \-/enigstens im Bereich der Yentilöffnung leicht von dem Yentilelement trennbar»

Hach einer Ausführungsform der Erfindung ist das VentiL-element als länglicher biegbarer Ventilstreifen ausgebildet, dessen eines Elide bezüglich des Ventilsitzes festgelegt ist, und dessen anderes Ende zur Bewegung eines mittleren Abschnitts des Ventilstreifens bezüglich des Ventilsitzes bewegbar ist.

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Mach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Dichtelement als Dichtstreifen ausgebildet, der im Bereich seiner beiden Enden mit dem Ventilstreifen verbindbar ist« Zwischen diesen beiden Verbindungsenden liegt der Dichtstreifen dem Ventilstreifen lose gegenüber.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung fluchtet der Durchbruch in dem Dichtelement mit demjenigen Teil der Ventilöffnung, der zu Beginn der Ventilöffnung geöffnet wird. Dadurch ist ein sicheres Öffnen des Ventils ohne zusätzliche Beanspruchung des Dichtelements gewährleistet»

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht in der Verwendung von Ventilen mit den zuvor erwähnten Merkmalen in einem Luftabscheider oder einer ITüssigkeitstrennvorriehtung. Mit einem eine Schwimmerkammer definierenden Gehäuse, in dem die Ventile angeordnet sind, einem in der Schwimmerkammer angeordneten Schwimmer, ferner mit Mitteln, zur Festlegung des einen Endes jedes Ventilstreifens an dem Gehäuse und mit Mitteln zur Verbindung des anderen Endes jedes Ventilstreifens mit dem Schwimmer«

Wach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Ventilöffnungen in Richtung der Bewegung der Ventilstreifen länglich ausgebildete

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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figo 1 einen Längsschnitt durch einen Luftabscheider,

Fig» 2 eine Seitenansicht einer Ventilplatte gemäß Linie 2-2 in Fig, 1 und

Fig«, 3 die Schnittansicht gemäß Linie 3-3 in Fig» 2 in vergrößerter Darstellung.

In Fig. 1 ist innerhalb eines Gehäuses 10 eine Schwimmerkammer 11 definiert, die an ihrem Boden offen ist zum Anschluß an eine Leitung, in der sich eine Flüssigkeit befindet, aus der Luft oder anderes Gas entfernt werden soll_e Ein Anschlußflansch 12 am Fuße des Gehäuses 10 ist mit geeigneten Montagebohrungen 13 versehen. Am Kopf des Gehäuses 10 befinden sich zwei diametral gegenüberliegende Durchbrüche 14 und 15. Die Durchbrüche 14 und 15 sind im wesentlichen geschlossen durch Ventilplatten 16 und 17, von denen jede mit einer in senkrechter Richtung länglichen Ventilöffnung 18 und 19 versehen ist. Die Form der Ventilöffnung 19 ist aus Figo 2 ersichtlich.

Je eine im wesentlichen rechteckige Dichtung 21 und 22 ist zwischen der Innenfläche der Ventilplatten 16 und 17 und der gegenüberliegenden Oberfläche des Gehäuses 10 ringsum die Durchbrüche 14 und 15 herum angeordnet. Deckel 23 und 24 sind außen auf die Ventilplatten 16 und 17 aufgesetzt und durch eine Anzahl Schrauben 25 mit dem Gehäuse 10 verschraubt· Dichtungsringe 26 und 27 sind in Rillen in den Dichtflächen der Deckel 23 und 24 angeordnet, um eine hermetische Abdichtung zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Ventilplatten 16 und 17 und der Deckel 23 und 24 zu gewährleisten« Die Deckel 23 und 24 sind jeweils mit mittig angeordneten Gewindebohrungen 29 und 30 versehen, die Rohre 31 und 32 aufnehmen, Druckausgleichskanäle 34, von denen nur einer in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, sind in dem Gehäuse 10 vorgesehen und mit Löchern 35 und 36 in den Ventilplatten 16

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und 17 ausgerichtet, um die im wesentlichen ringförmigen Kammern in den Deckeln 23 und 24 miteinander zu verbinden₀

Eine Schwimmerführungsstange 37 ist mittig in der Schwimmerkammer 11 montiert, und ein hohler Schwimmer 38 ist gleitbar auf dieser Schwimmerführungsstange 37 geführt,, Das obere Ende der Schwimmerführungsstange 37 sitzt in einer im wesentlichen zylindrischen Ausnehmung 39, die innen in. der oberen V/and des Gehäuses 10 vorgesehen ist. Das untere Ende der Schwimmerführungsstange 37 ist mit einer kreisförmigen Halteplatte 40 vernietet, die mit einer Anzahl Schrauben 41 über den unteren Teil der Schwimmerkammer 11 an dem Gehäuse 10 befestigt ist* Eine Anzahl großer Durchbräche 42 sind in der Halteplatte 40 vorgesehen, um das freie Fließen strömfähiger Medien in die und aus. der Schwimmerkammer 11 zu gewährleisten.

Der Schwimmer 38 ist Teil einer Baugruppe, die ein Rohr 44 aufweist, das auf der Schwimmerführungsstange 37 zusammen mit dem Schwimmer gleiten kann. Ein im wesentlichen U-förmiger Haltebügel 45 ist durch geeignete Mittel oberhalb des Schwimmers 38 an dem Rohr 44 befestigt. Diese Befestigung kann z.B„ durch Verschweißung der unteren Teile der Schenkel 46 und 47 des Haltebügels 45 mit dem Rohr erfolgen.

Wenn sich die Schwimmerbaugruppe wie in Pig· 1 in einer oberen Betriebsstellung befindet, sind die Ventilöffnungen 18 und 19 jeweils durch einen nicht perforierten Ventilstreifen 48 und 49 geschlossen, die Jeweils mit einem Ende an dem Haltebügel 45 und mit dem anderen Ende an dem Gehäuse 10 befestigt sind. Das innere Ende der Ventilstreifen 48 und 49 ist jeweils mit den Schenkeln 46 und 47 cLes Haltebügels 45 mit einer Schraube 50 und 51 befestigt, die sich durch gelochte Haltestücke 52 und 53 und damit fluchtende Löcher in den Väntilstreifen 48 und 49 hindurch erstrecken« Die Schrauben 50 und 51 sind in Gewindelöcher in den Schenkeln 46 und 47 eingeschraubt und legen auf diese Weise die Ventilstreifen 48 und 49 gegenüber dem Schwimmer 38 fest,

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Das äußere Ende der Ventilstreifen 48 und 49 ist jeweils mit dem Gehäuse 10 durch eine Schraube 55 und 56 verbunden, die sich, durch gelochte Haltestücke 57 und 58 und damit fluchtende Löcher in den Ventilstreifen 48 und 49 hindurch erstrecken und in Gewindebohrungen in dem Gehäuse 10 eingeschraubt sind, so daß das untere Ende der Yentilstreifen 48 und 49 jeweils an nach oben auseinandergehenden Stützflächen 59 und 60 anliegt« Die. Ventilstreifen 48 und 49 erstrecken sich also von ihrem Befestigungspunkt an dem Haltebügel 45 nach oben, sind dann umgekehrt U-förmig nach unten umgelenkt und erstrecken sich an den zugehörigen Ventilöffnungen 18 und 19 vorbei bis zu ihren Befestigungspunkten unmittelbar unterhalb dieser Ventilöffnungeno Vorzugsweise sind die Stützflächen 59 und 60 wie dargestellt geneigt, um die Ventilstreifen 48 und 49 gegen diejenige Oberfläche der Ventilplatten 16 und 17 vorzuspannen, die die Ventilöffnungen 18 und 19 umgibt« Die Schenkel 46 und 47 des Haltebügels 45 gehen nach unten zusammen, so daß die Ventilstreifen 48 und 49 eine geringe aufwärts gerichtete Kraft auf den Schwimmer 38 ausüben. In einigen Anwendungsfällen ist es dagegen vorteilhafter, wenn die Schenkel 46 und 47 parallel zueinander verlaufen, so daß die Ventilstreifen 48 und 49 dann im wesentlichen die Kraft Null auf den Schwimmer 38 ausüben.

Wenn also der Schwimmer 38 und die zugehörigen Vorrichtungsteile sich in der angehobenen Stellung gemäß Pig, 1 befinden, überdecken und schließen die Ventilstreifen 48 und 49 die Ventilöffnungen 18 und 19. Wenn sich der Schwimmer 38 von der in Fig. 1 gezeigten Stellung aus nach unten bewegt, werden die Ventilstreifen 48 und 49 nach und nach von den Ventilplatten 16 und 17 abgezogen und geben nach und nach die Ventilöffnungen 18 und 19 von oben nach unten hin frei.

Um eine hermetische Abdichtung zwischen den Ventilstreifen 48 und 49 und den Ventilplatten 16 und 17 zu erreichen, hat man nach dem Stand der Technik die Innenfläche der Ventilplatten 16 und 17 mit einem elastischen Material, wie z.B. Kunststoff oder Gummi, überzogen» Diese Ventilsitze sind

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jedach wegen Leekens von strömfähigen Medien zwischen der elastischen Schicht und dem metallischen Träger hindurch oder aus anderen Gründen, wie z.B. einer Ausnehmung des . Dichtmaterials in Gegenwart bestimmter Medien, oft Formänderungen unterworfen, die zu einem Lecken an den Ventilstreifen 48 und 49 vorbei führen,.

Nach der Erfindung sind nun Dichtstreifen 62 und 63 aus einem elastischen Diclrfcmaterial, wie Z₀B. Kunststoff oder Gummi, vorgesehen, die in ihrer Gestalt im wesentlichen gleich den Ventilstreifen 48 und 49 sind«, Die Dichtstreifen 62 und 63 sind von den Ventilstreifen 48 und 49 getrennt und mit diesen nicht verbunden;, sie sind jedoch an den Ventilstreifen an denselben Stellen befestigt, an denen, die Ventilstreifen an dem Gehäuse 10 und dem Haltebügel 45 befestigt sinde Die Dichtstreifen 62 und 63 sind also nahe ihren inneren Enden gelocht, um die Schäfte der Schrauben 50 und 51 aufzunehmen und in gleicher Weise an ihren äußeren Enden gelocht, um die Schäfte der Schrauben 55 und 56 aufzunehmen Die Dichtstreifen 62 und 63 sind verhältnismäßig weich und biegbar im Vergleich zu den metallischen Ventilstreifen 48 und 49 und sind mit Durchbrüchen 64 und 65 versehen, die unmittelbar gegenüber dem oberen Teil der Ventilöffnungen 18 und 19 liegen, wenn sich das Ventil in seiner geschlossenen Stellung befindet. Die Durchbrüche 64 und 65 sind vorgesehen, um die Druckdifferenz, an den Dichtstreifen 62 und 63 auszugleichen, so daß, wenn sich. der,.Schwimmer aus der in Pig. 1 gezeigten Stellung nach unten bewegt und die Ventilstreifen 48 und 49 von den Ventilplatten 16 und abzieht, die Dichtstreifen 62 und 63 folgen können_e Ohne, die Durchbrüche 64 und 65 kann sich eine Druckdifferenz an den Dichtstreifen 62 und 63 aufbauen und die Dichtstreifen in.Berührung mit den Ventilplatten 16 und I7 halten, obwohl sich der Schwimmer 38 nach unten bewegte In"einigen Fällen können dadurch sogar die Dichtstreifen in die Ventilöffnungen 18 " und 19 hineingezwungen werden, 'wodurch die Vorrichtung funktionsuntüchtig wird«.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 handelt es sich um
einen Luftabscheider Wenn die Menge der in der Schwimmerkammer 11 gesammelten Luft zunimmt, sinkt der Flüssigkeitsspiegel in der Schwimmerkammer 11, so daß der Schwimmer 38 niedergeht und die Ventilöffnungen 18 und 19 zum Auslassen der Luft öffnete Die Vorrichtung nach Fig. 1 kann auch als Flüssigkeitstrennvorrichtung verwendet werden, in der eine spezifisch leichtere Flüssigkeit in dem oberen Teil der
Schwimmerkammer 11 gesammelt und durch die Rohre 31. und 32 ausgelassen wird, wenn der Schwimmer 38 genügend tief in der Schwimmerkammer 11 niedergegangen ist. Dieselbe Vorrichtung kann auch zur Entfernung einer spezifisch schwereren Flüssigkeit dadurch eingesetzt werden, daß die Vorrichtung in gegenüber Figo 1 umgekehrter Lage angeordnet wird, wodurch dann die spezifisch schwerere Flüssigkeit in dem Boden der Schwimmerkammer 11. also dem oberen Teil gemäß Fig. 1, gesammelt wird. Der Schwimmer 38 steigt dann, in zunehmendem Maße, um schließlich der spezifisch schwereren Flüssigkeit das Ausströmen durch die Rohre 31 und 32 zu ermöglichen.

Die Ventilstreifen 48 und 49 sind vorzugsweise aus
kräftigem Federmetall, wie z.B. dem mit "Elgiloy." bezeichneten Werkstoff, gebildet", und die Dichtstreifen 62 und 63
bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoff-Dichtmaterial wie z.B. Polytetrafluoräthylen, oder aus Naturgummi. Diese
Dichtstreifen 62 und 63 brauchen nicht besonders stark zu
sein, da sie keinem Differenzdruck ausgesetzt sind und ihr einziger Zweck der ist, eine hermetische Abdichtung zwischen den Ventilstr&ifen 48 und 49 und den auf den Ventilplatten 16 und 17 gebildeten Ventilsitzflächen herzustellen.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Durchbruch 65 in
dem Dichtstreifen 63 so angeordnet ist, daß er in der Nähe des oberen Endes der Ventilöffnung 19 liegt. Der Durchbruch 64 in dem Dichtstreifen 62 ist in ähnlicher Weise angeordnet, so daß dann, wenn sich die Ventilstreifen 48 und 49 von den Ventilöffnungen 18 und 19 abzulösen beginnen, jeder an den Dichtstreifen 62 und 63 aufgebaute Differenzdruck sofort aus-

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geglichen wird, während die Dichtstreifen 62 und 63 noch an ihrem Platz durch die Ventilstreifen 48 und 49 gegen einen großen Flächenbereich der Ventilplatten 16 und 17 in unmittelbarer Nähe der VentHoffnungen 18 und 19 gehalten werden.

Die Erfindung beseitigt also die Motwendigkeit und die Kosten eines schichtweisen laminierten Aufbringens einer elastischen Schicht oder eines elastischen Überzugs auf die Ventilplatten t6 und 17» Außerdem brauchen die Dichtstreifen 62 und 63 nicht auf die Ventilstreifen 48 und 49 laminiert oder auf andere Weise dicht befestigt zu werden,, Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der Lebensdauer und der Betriebssicherheit ohne die Gefahr einer Formänderung der Dichtung zwischen den Ventilstreifen 48 und 49 und dem Gehäuse 10«,

Patentanwalt· Dipl.-Ing. Horst Roe· Dipl.-Ing. Peter Koeel

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Claims

DIPL-ING. HORST ROSE DIPL-ING. PETER KOSEL

PATENTANWÄLTE £ Z I O Γ7 Q <

3353 Bad Ganderehelm, 18. April 1972

Postfach 129

Hohenhöfen 5

Telefon: (05382) 28«

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim Unsere Akten-Nr. 2112/10

Liquid Controls Corporation
Patentgesuch vom 18. April 1972

Patentanaprüche

1J Ventil mit einem Ventilsitz und einem zum Öffnen und Schließen einer Ventilöffnung in dem Ventilsitz von dem Ventilsitz weg und auf ihn zu "bewegbaren Ventilelement, gekennzeichnet durch ein an dem Ventilelement (z.B. 49) angeordnetes, elastisches, biegbares und durch das Ventilelement (49) gegen den Ventilsitz (17) und über die Ventilöffnung (19) bewegbares Dichtelement (63) und durch einen mit der Ventilöffnung (19) fluchtenden Durchbruch (65) in dem Dichtelement (63).

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (63) wenigstens im Bereich der Ventilöffnung (19) leicht von dem Ventilelement (49) trennbar ist,

3β Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement als länglicher biegbarer Ventilstreifen (49) ausgebildet ist, dessen eines Ende bezüglich des Ventilsitzes (17) festgelegt (vgl. 56,58,10) ist, und dessen anderes Ende zur Bewegung eines mittleren Abschnitts des Ventilstreifens (49) bezüglich des Ventilsitzes (17) bewegbar ist.

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4* Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement als Dichtstreifen (63) ausgebildet ist, der im Bereich seiner beiden Enden mit dem Ventilstreifen (49) verbindbar ist»

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (65( in dem Dichtelement mit demjenigen Teil der Ventilöffnung (19) fluchtet, der zu Beginn der Ventilöffnung geöffnet wird.

6. Verwendung von Ventilen nach einem der Ansprüche 3 bis 5 in einem Luftabscheider oder einer Flüssigkeitstrennvorrichtung mit einem eine Schwimmerkammer (11) definierenden Gehäuse (1O), in dem die Ventile angeordnet sind, einem in der Schwimmerkammer (11) angeordneten Schwimmer (38), ferner mit Mitteln (55 bis 60) zur Festlegung des einen Endes jedes Ventilstreifens (48,49) an dem Gehäuse (10) und mit Mitteln (44,45,50 bis 53) zur Verbindung des anderen Endes jedes Ventilstreifens (48,49) ndt dem Schwimmer (38).

7· Luftabscheider oder Flüssigkeitstrennvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnungen (18,19) in Richtung der Bewegung der Ventilstreifen (48,49) länglich ausgebildet sind,,

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