DE2404174A1

DE2404174A1 - Verschlussorgan, insbesondere fuer sperrhaehne

Info

Publication number: DE2404174A1
Application number: DE19742404174
Authority: DE
Inventors: Marc Dufeu; Cesar Marietta; Francis Moumaneix
Original assignee: Guilbert & Fils Leon
Current assignee: Guilbert & Fils Leon
Priority date: 1973-09-21
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1975-04-24
Also published as: DE2404174C3; FR2244948A1; FR2244948B1; DE2404174B2

Description

Verschlußorgan, insbesondere für Sperrhähne.

Priorität : Frankreich vom 21.Sept.1973

Die Erfindung betrifft ein Verschlußorgan, welches außer einer einfachen also wirtschaftlichen Ausführungsform, neue insbesondere vorteilhafte Möglichkeiten erschließt.

Das Verschlußorgan nach der Erfindung, mit Ventil mit Auflagerabstützfläche, einem Ventilsitz und einer Dichtungsausbildung zwischen Stützauflagerfläche und Ventilsitz, wobei das eine und/oder andere dieser Elemente für eine gesteuerte Relativverschiebung ausgebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens eines der vorgenannten Elemente einen Verlustdurchlaß umfaßt, der bei einer Bewegung oder Verschiebung des Ventils und/oder des Ventilsitzes verschließbar ist.

Vorteilhaft besteht der Verlustdurchlaß aus einer von scharfen Kanten freien Rinne, welche entweder in der

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Stützauflagerfläche oder im Sitz des Ventils derart vorgesehen ist, daß ihre Enden zu beiden Seiten eines Querschnitts der vorzugsweise torischen Dichtungsanordnung münden.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung besteht der Verlustdurchlaß vorteilhaft nicht mehr aus einer Rinne, sondern dagegen aus einer Rippe oder einer Erhebung, die entweder auf der Stützfläche oder auf dem Ventilsitz derart vorgesehen ist, daß die Endteile der in Präge stehenden Erhebung wie vorher zu beiden Seiten eines Querschnitts der torischen Dichtung vorgesehen sinl.

Vorzugsweise sind die oben genannten Verlustdurchlässe radial bezüglich der Verschiebungsachse der Klappe angeordnet.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung ergibt sich eine Vereinfachung in der Herstellung sowie ein Verschlußorgan, welches in der Lage ist, drei unterschiedliche Positionen einzunehmen nämlich:

a) einen kalibrierten Wächterdurchsatz, den man erhält, wenn Klappe und Sitz der Klappe Kräften ausgesetzt

sind, die versuchen, sie einander anzunähern und sie veranlassen, in Kontakt mit der Dichtungsanordnung derart zu treten, daß die Dichtung zwischen Klappe und dem Sitz für die Klappe sicher außer am Ort des oder der Verlustdurchlässe hergestellt wird, wobei man auf diese Weise eine JTluidzufuhr mit einer Abfuhr gegen eine beliebige Vorrichtung in Verbindung setzt;

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b) eine totale Öffnungsstellung, wenn Klappe und Ventilsitz maximal voneinander entfernt sind';

c) eine Verschlußstellung,wenn Klappe und Ventilsitz ausreichenden Kräften ausgesetzt sind, die unter Ausübung einer Kompression auf die Dichtungsanordnung diese derart verformen, daß dann der oder die Verlustdurchlässe, von welcher Art sie auch sein mögen, verschlossen werden.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:

Pig. 1 schematisch im Schnitt eine Ausführungsform eines Verschlußorgans nach der Bfindung zeigt;, die

Pig. 2 bis 4 zeigen im anderen Maßstab unterschiedliche Stellungen eines solchen Verschlussorgans;

Pig. 5 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V in Pig. 2;

Pig. 5a ein Schnitt längs der Linie ¹¹S" der Pig. 5;

Pig. 6 bis 8 zeigen schematisch im Schnitt eine Ausführungsform eines Verschlußorgans in verschiedenen Stellungen; die

Pig. 9 bis 10 sind Darstellungen analog den Pig. 6 bis 8 einer andere^ Ausführungsvariante; und die

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Fig. 12 bis 14 zeigen noch eine andere Ausführungsvariante eines Verschlußorgans nach der Erfindung in verschiedenen Stellungen.

In der gewählten und in Pig. I dargestellten Ausführungsform umfaßt das Verschlußorgan nach der Erfindung innerhalb eines schematisch bei 10 dargestellten Körpers eine Kammerausbildung 11, in die beispielsweise eine Fluidzuführung 12 mündet, die in irgendeiner zweckmäßigen Weise mit einer nicht dargestellten Pluidquelle verbunden ist. Aus der Kammerausbildung geht darüber hinaus ein Fluidauslaß 13 ab, der mit einem ebenfalls nicht dargestellten Verteilerkopf verbunden ist.

In der genannten Kammerausbildung 11 ist eine allgemein mit 15 bezeichnete Ventilklappe angeordnet; diese Klappe umfaßt eine Auflagerabstützfläche 16 kegelstumpf förmiger Gestalt sowie einen Ansatz 17, der durch einen Zapfen 18 verlängert ist, um den herum eine Feder 19 angeordnet ist, deren Enden jeweils im Boden 20 einer Bohrung 21 und gegen eine Fläche 22 des genannten Ansatzes sich abstützen.

In der Verlängerung der konischen Auflagerabstutz«flache weist das Ventil eine Betätigungsstange 25 auf.

Der Körper 10, und insbesondere die Kammerausbildung 11, ist derart bearbeitet, daß ein Ventilsitz 30 gebildet ist, der im Querschnitt das Aussehen einer kreisförmigen Nut mit rechtem Winkel aufweist, deren Seiten 31 und 32 dazu bestimmt sind, eine Stützfläche für eine torische Dichtungsanordnung, die elastisch ist und bei 33 dargestellt ist, zu bilden.

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Nach der Erfindung umfaßt die konische AuflagerStützfläche des Ventils wenigstens einen Yerlustdurchlaß PF, der insbesondere in den Pig. 2 bis 5a gut sichtbar ist.

Nach dem in diesen Figuren dargestellten Ausführungs- . beispiel sind der oder die Verlustdurchlässe PP durch eine lokale Abflachung 35 gebildet, welche eine Unterbrechung der Fläche in der Ebene der Dichtung zwischen der konischen Auflagerstützfläche und der torischen Dichtung 33 hervorruft.

Diese lokale Abflachung ist derart vorgesehen, daß diese Enden 36, 37 jeweils ( siehe insbesondere die Pig. I bis 4) zu beiden Seiten eines Iransversalschnitts durch die Dichtungsanordnung 33 münden.

Im betrachteten Pail besteht der Verlustdurchlaß aus einer Abflachung in der konischen Fläche; man erkennt aber sehr gut, daß ein Verlustdurchlaß auch durch eine Rinne ohne spitze Kanten odef^ndere lokale Rippe gebildet werden könnte, welche radial oder im wesentlichen radial bezüglich des Ventils orientiert ist.

Ein solches Verschlußorgan wird genannt:"mit zwei Durchsätzen oder Leistungen und drei Stellungen."In der Stellung der Fig. 2 wird das Verschlußorgan voll geöffnet und ermöglicht also eine freie Fluidzirkulation zwischen der Zuführung 12 und dem Austritt 13 entsprechend dem Pfeil P.

In Fig. 3 "befindet sich das Verschlußorgan in einer Zwischenstellung und läßt die Verbindung zwischen der Zuführung und dem Ausgang 13 nur an der Stelle des oder der Verlustdurchlässe PP aufgrund der Tatsache zu, daß die Auflager-

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Stützfläche des Ventils für die Überallabdichtung sorgt und wirkt im übrigen mit der Dichtungsanordnung 33 zusammen.

Übt man eine Kraft Fl auf das Ventil - oder auf den Sitz - aus, um diese beiden Elemente einander anzunähern und sind die Kräfte ausreichend, um die Dichtungsanordnung 33 zu komprimieren, so sorgt man für eine G-esamtabdichtung durch Schließen des Leck- oder Verlustdurchlasses PF, in welche provisorisch die verformte Dichtungsanordnung 33, wie gut aus Pig. 4 ersichtlich, sich eingelegt hat.

In den in den JB¹Xg. 6 bis 8 dargestellten Ausfühiangsformen ist der Sitz 30 mit einem Verlust- oder Leckdurchlaß PF versehen, der im betrachteten Fall in der Basisfläche 40 einer kreisförmigen Umdrehungskörpernut 41 vorgesehen ist.

Wenigstens ein - Leck- oder ein Verlustdurchlaß PFl ist in dieser Basisfläche 40 in Form einer Rinne ohne spitze Kante vorgesehen; ein solcher Verlustdurchlaß kann auch über eine Rippe oder einen anderen Vorsprung - hier nicht dargestellt - ohne spitze Kanten vorgesehen werden, um die Dichtung nicht zu beschädigen.

Die Arbeitsweise eines solchen Verschlußorgans ist im wesentlichen analog dem vorhergehenden Fall, wobei jedoch festgelegt werden soll, daß nach Fig. 7 das Verschlußorgan Zuführung und Ausgang 12 bzw. 13 jeweils über den Verlustdurchlaß PFI in Verbindung setzen kann, während nach Fig. 8 die Dichtungsanordnung 33 zwischen der Auflagerstützfläche 16 des Ventils und dem Sitz komprimiert wird; unter der Wirkung einer ausreichenden

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auf die Stange des Ventils oder dem Sitz ausgeübten Kraft, wobei die Kräfte auf das eine oder andere der vorgenannten Elemente ausgeübt werden, sorgt die · Dichtungsanordnung 33 für eine vollkommene Abdichtung und untersagt die Verbindung zwischen den Zuführungen 12 und 13 infolge lokaler Verformung, indem sie sich in den oder die genannten Verlustdurchlasse einlegt.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß in Zwischenstellung des Ventils ( Pig. 7 ), die einer »Wächterstellung¹¹ entspricht, die Verbindung zwischen Zuführung und Ausgang aufgrund eines Ringspiels 42 zwischen der Dichtungsanordnung 33 "und der vertikalen Wandung 41a der den Ventilsitz bildenden Hut 41 ermöglicht wird.

Nach den Fig. 9 "bis 11 der Zeichnungen nun ist eine Variante zur vorhergehenden Ausführungsform gezeigt, entsprechend der der Verlustdurchlaß £P2 - der in analoger Weise wie beim vorhergehenden Pail in der Basisfläche 40 der Hut 41 vorgesehen ist - eine Verlängerung 43 aufweist, die sich in der Wandung 44 erstreckt.

Ein den Verlustdurchlaß bildender Kanal wird so zwischen der Zuführung 12 und dem Ausgang 13 vorgesehen, wie gut, insbesondere in Pig. 10, sichtbar ist.

Die' Gesamtöffnung zur Sicherung eines normalen Durchflusses erfolgt durch Entfernen des Ventils 15 von seinem Sitz 30, während der totale Verschluß wie vorher erhalten wird, indem man einen ausreichenden Druck auf die Dichtungsanordnung 33 ausübt, damit diese den oder die Leck- oder Verlustdurchlässe PP2 schließt. Eine solche totale Verschlußstellung ist in Pig. Il deutlich zu erkennen.

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Mach den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen weist das Ventil eine Stützauflagerfläche konischer Ausbildung auf; die Axialverschiebung dieses Ventils ermöglicht es, entweder das totale Schließen oder einen begrenzten Wächterdurchsatz oder auch einen Nominal- oder Nenndurchsatz zu erhalten.

Man sieht, daß das Ventil bzw. die Klappe fest sein kann, während der Sitz Axialverschiebungen ausführen kann, um die gleichen Punktionen wie vorher sicherzustellen, d. h., das totale Schließen, Verlust- oder Leckdurchsatz und Nominaldurchsatz oder -leistung.

Genauso kann oder können der oder die Leck- oder Verlustdurchlässe direkt in der Dichtungsanordnung vorgesehen sein, wobei ein solcher Durchlaß, wenn die Dichtung durch Annäherung der Elemente - Sitz oder Klappe - komprimiert ist, verschlossen werden kann.

Nach den Pig. 12 bis 14 weist das insgesamt bei 50 dargestellte Ventil das allgemeine Aussehen einer Scheibe 51 auf, deren Vorderfläche 52 so ausgebildet ist, daß sie mit einer Dichtungsanordnung 53 zusammenwirkt, die in eine kreisförmige Nut 54 eingeführt wird, welche frei von spitzen Winkeln ist und in einem Sitz der Klappe oder des Ventils 55 ausgespart ist.

In einem solchen Pail umfaßt die Stirnfläche 52 von

58 Klappe oder Ventil 51 wenigstens einen Einschnitt/radialer Orientierung, dessen Enden so ausgebildet sind, daß sie zu beiden Seiten eines Iransversalschnitts der Dichtungsanordnung 53 münden. In einer Weise analog zur vorhergehenden erkennt man in Pig. 13, daß die Elemente von Klappe und Sitz 50 bzw. 55 einander angenähert werden und

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sich mit einer Kraft abstützen, derart, daß die die Verlustdurchlasse PP 3 bildenden Einschnitte 58 so ausgelegt sind, daß sie eine Zuführung 12 mit einem Ausgang 13 in Verbindung setzen.

Nach Pig. 12 ermöglicht das Verschlußorgan den Nominaldurchsatz, während nach Pig. 14 das Verschluß organ völlig geschlossen ist und die Zufuhr 12 von dem Ausgang 13 aufgrund der Tatsache trennt, daß die auf die Elemente von Klappe und Sitz ausgeübten Kräfte eine Kompression der Dichtungsanordnung 53 hervorrufen, die ausreichend ist, um lokal diese Dichtungsanordnung zu verformen und sie in die Verlust- und Leckdurchlaßkanäle eindringen zu lassen.

Solche Anordnungen, deren Ausführungseinfachheit zu beachten sind, können zahlreiche Anwendungen auf verschiedenen Gebieten finden.

Insbesondere sind solche Verschlußorgane besonders gut für die Eegelung der Gasmenge für Schweiß- oder Schneidbrenner, Brenner, Heiz- und Brenn- bzw. Kochvorrichtungen, einfache oder für Sonderzwecke., für die Pluidregelung ( sei es nun ein hydraulisches, pneumatisches oder sonstiges Pluid ), Schieber, Magnetschieber, Magnetventile, Schieberventile, Ventile, Rückschlagventile, tarierte Ventile etc

Solche Verschlüsse ermöglichen im übrigen das Schließen oder Absperren auf einem einzigen Kreis und sorgen so für die totale Sicherheit; ünfallgefahren sind also ausgeschlossen.

Die Ausführung der Gesamtanordnung ( Hahnschieber,

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Schieber etc. ) mit einer begrenzten Anzahl mechanisch bearbeiteter Werkstücke führt zu einer Verminderung der Herstellungskosten zusammen mit einer Vereinfachung der Montage verglichen mit üblichen Techniken.

Die JFabrikationsstreuung oder -dispersion im Augenblick der Bearbeitung und Herstellung der Leckdurchlässe durch einen Stoß im Falle von Abflachungen führt zu einer geringen Streuung oder Dispersion in den entsprechenden Durchlaßquerschnitten.

Man stellt ein Wächterblasen beim plötzlichen Loslassen des Drückers fest, wenn man einen gewissen "nervösen" Kautschuktyp ( natürlichen Kautschuk ) verwendet, dessen Dämpfungsfaktor praktisch gleich Null ist. Das plötzliche Loslassen des Drückers ruft nämlich eine sinusförmige unzureichend gedämpfte Änderung des Durchsatzes oder der Menge hervor, bevor eine Stabilisierung auf den voreingestellten Wächterdurchsatzwert erfolgt. Diese Leck- oder Verlustkanäle mit Durchsätzen geringer als dem des Wächters ( aperiodische schlecht gedämpfte Bewegung ) sorgen für Flammenblasvorgänge.

Man bevorzugt entweder einen synthetischen Kautschuk oder einen natürlichen Kautschuk mit Kohlenstoff als !!füllstoff, dessen interessante Eigenschaft hier der erhöhte Dämpfungsfaktor ist. Bei plötzlichem Loslassen des Drückers werden Kautschukinnenkräfte zum Entsiöien gebracht, die sich der Bewegung umsomehr widersetzen, je größer die G-eschwindigkeit beim Loslassen ist. Somit wird eine Änderung der ausreichend gedämpften Durchflußleistung hervorgerufen ( bevor eine Stabilisierung auf den Wachterdurchsatz erfolgt ), damit nie ein Wert

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kleiner als dieser Wachterdurensatζ erreicht wird. Man vermeidet so ein Plammenblasen.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Progressivität beim Einstellen auf Wächterbetrieb und auf Einstellung mit Nominaldurchsatz oder Leistung.

Im übrigen soll präzisiert werden, daß die Verlustdurchlasse im Querschnitt ein Doppelprofil derart aufweisen können, daß die Dichtungsanordnung einen solchen Verlustdurchlaß in aufeinanderfolgenden Lagern oder Stufen, die eine Verminderung ergeben oder im Gegensatz auch zu einer Erhöhung des progressiven Durchsatzes entsprechend bestimmten Werten führen, verschließt.

Im übrigen verwendet man einen mechanischen Anschlag bzw. ein mechanisches Drucklager zur Begrenzung der Annäherung von Ventil gegenüber dem Sitz, um ein übermäßiges Zerquetschen der Dichtungsanordnung und ihre Beschädigung zu vermeiden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und erläuterten Ausführungsformen begrenzt. Änderungen und Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung.

Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß die Erfindung einen Verschluß vom Typ mit mehreren Lagern oder Stufen,

insbesondere voll offen, Verlustdurchsatz und voll geschlossen ,betrifft.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Stützauflagerfläche (16) der Klappe (15) wenigstens einen

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Verlustdurchlaß (PP) der unter der Wirkung der Verformung durch Kompression einer Dichtungsanordnung (33) verschließbar ist, die in einem Ventilsitz (30) zwischen einer Fluidzuführung (12) und einer Fluidabführung (13) angeordnet ist, Hierdurch ergibt sich eine geregelte V_firteilung aller möglichen Fluide.

Ansprüche: - 13 -

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Claims

Mappe : 9773

- 13 ANSPRÜCHE

\) Verschlußorgan mit einer Klappe mit Stützauflagerfläche, einem Sitz für die Ventilklappe und einer zwischen dieaa? Auflagerstützfläche und diesem Ventilsitz zwischengeschalteten Dichtungsanordnung, wobei eines und/oder das andere dieser Elemente in der Lage ist, gesteuerte Relativbewegungen durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der genannten Elemente einen Verlust- oder Leckdurchlaß umfaßt, der durch Relativbewegung von Klappe und/ oder Klappenventilsitz verschließbar ist.
2. Organ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützauflagerfläche für das Ventil wenigstens einen Leck- oder Verlustdurchlaß umfaßt, wobei ^edes der Enden des Verlustdurchlasses zu beiden Seiten eines geraden Querschnitts· der torischen Dichtungsanordnung mündet.
3. Organ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilklappensitz wenigstens einen verschließbaren Leckdurchlaß aufweist.
4. Organ nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung wenigstens einen unter einem gegebenen Druck verschließbaren Verlustdurchlaß aufweist.
5. Organ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ^kennzeichnet, daß der Verlustdurchlaß durch eine Abflachung gebildet wird, die auf der Stützauflagerfläche der Ventilklappe vorgesehen oder ausgearbeitet ist.

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6. Organ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlustdurchlaß aus wenigstens einer von spitzen Kanten freien Rippe gebildet ist.
7. Organ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlustdurchlaß , durch wenigstens eine von spitzen Kanten freien Rinne gebildet wird.
8. Organ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlustdurchlaß in einer radialen Richtung ausgebildet ist.
9. Organ nach einem der vorhergehenden' Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützauflagerfläche der Ventilklappe eine konische Fläche aufweist, in oder auf der dieser Verlust- oder Leckdurchlaß vorgesehen ist.
10. Organ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz der Ventilklappe flach oder mit konischer Fläche ausgebildet ist und daß dieser wenigstens einen Verlust- oder Leckdurchlaß umfaßt, der radial oder im wesentlichen radial oriatiert ist.
11. Organ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz der Ventilklappe zwei geradwinklige Flächen aufweist, die einen Anschlag mit Dichtungsanordnung bilden, wobei jede Fläche einen Verlust- oder Leckdurchlaß, der vorsteht, oder rinnenartig ausgebildet ist, aufweist.
12. Verschluß nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

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daß der Verlust- oder leckdurchlaß im Querschnitt wenigstens zwei unterschiedliche Profile aufweist, derart, daß diesem Durchlaß die Möglichkeit wenigstens zweier Durchlässe zusätzlich zum Nenndurchlaß gegeben ist, wobei der Durchlaß von einer' Stellung zur anderen des Durchsatzes in aufeinanderfolgenden Lagern oder Stufen erfolgt.
13. Verschluß für sämtliche Fluide, mit einem Durchlaß- oder Leckkanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

PATENTANWÄLTE

08.-INO-H₁FINCKE₁DIPL-ING₁ReOH(I . BiPL-WiS. STASGER

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