DE2550494A1

DE2550494A1 - Dreiwege-umschaltventil

Info

Publication number: DE2550494A1
Application number: DE19752550494
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Wambach
Original assignee: KOCH AUGUST G MASCHINEN
Current assignee: KOCH AUGUST G MASCHINEN
Priority date: 1975-11-11
Filing date: 1975-11-11
Publication date: 1977-05-12

Description

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Sch 2₉60 Hamburg, "»0· November 1975

Dreiwege-Unischaltventll

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dreiwege-Umschaltventil mit einem Gehäuse, das über drei Öffnungen mit drei Leitungen verbindbar ist, einem Ventilglied, das zwischen zwei Ventilsitzen bewegbar im Gehäuse gelagert ist und in ¥irkverbindung mit einer Ventilbetätigung steht.

Als Absperr- und Umschaltorgane werden insbesondere bei Rohrleitungen, wie Pipelines, Hähne mit Kugelküken und auch Schieber verschiedenster Bauart eingesetzt. Sämtliche Konstruktionen sind normalerweise mit dem Nachteil behaftet, daß sie verhältnismäßig aufwendig in Material -and Herstellung sind. Darüber hinaus ergeben sich Probleme bei Reparaturarbeiten, die sich im übrigen auch wiederum nur unter großem Aufwand durchführen lassen.

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Ein weiteres Problem stellt sich bei bekannten Ventilanordnungen hinsichtlich der Abdichtung ein, vor allem wenn das durchfließende Medium aggressiv und/oder mit Verunreinigungen bzw. Feststoffteilchen angereichert ist. Aggressive Medien greifen normalerweise die Dichtungen aus elastischem Material an. Verunreinigungsteilchen setzen sich zwischen die Ventilsitzflächen und verhindern eine vollständige Abdichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dreiwege-Umschal tventil, insbesondere für größere Nennweiten, zu schaffen, das einfach aufgebaut und montierbar ist, dabei für alle Medien und Beanspruchungsarten eingesetzt werden kann.

Bei einem Dreiwege-Umschaltventil der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ventilglied zwei im Abstand angeordnete, miteinander verbundene Ventilteller aufweist, die mit den einander gegenüberliegenden, koaxialen Ventilsitzen zusammenwirken, und daß zwischen den Ventiltellern ein von einer Schaltwelle betätigbares Exzenterglied angeordnet ist.

Jm Gegensatz zu den in bekannter Weise benutzten Kugelhähnen oder Schieberventilen verwendet die erfindungsgemäße Ventilanordnung einfache Ventilteller, die über ein Exzenterglied in Schließstellung bzw. Öffnungsstellung bringbar sind, vorzugsweise gemeinsam, d.h. während ein Ventilteller in Schließstellung ist, nimmt der andere seine Öffnungsstellung ein.

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Das erfindungsgemäße Umschaltventil ist äußerst einfach und robust aufgebaut und für jeden Betrieb geeignet. Es ist außerdem wenig störanfällig und leicht zu reparieren.

Die Ventilteller beim erfindungsgemäßen Umschaltventil sind zwar durch das Exzenterglied betätigbar, die Führung erfolgt jedoch zweckmäßigerweise durch ein anderes Bauteil. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß im Ventilgehäuse Führungen für die Ventilteller vorgesehen sind, durch die die Ventilteller lose geführt sind. Die vorzugsweise seitlich der Ventilteller angeordneten Führungen ermöglichen ein ausreichendes Spiel zwischen Ventilteller und der Führung, so daß Hemmungen infolge von Verunreinigungen oder dergleichen nicht eintreten können. Bei einer derartigen Führung muß jedoch gewährleistet sein, daß der Ventiltoller durch Selbstführung zentriert mit dem Ventilsitz in Eingriff gebracht wird. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Ventilteller eine kreisförmige Umfangsfläche haben und die Führung für einen Ventilteller mehrere im Umfangsabstand angeordnete Führungsstege aufweist. Die Stege umgeben den Ventilteller in Form eines Käfigs und verhindern ein seitliches Auswandern der Ventilteller, wobei jedoch wie bereits erwähnt, der Ventilteller ein gewisses Spiel innerhalb des Führungskäfigs besitzt.

Der Ventilsitz wird vorzugsweise von einem getrennten Ventilsitzring im Ventilgehäuse gebildet. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die

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Pührungsstege einstückig mit einem Ventilsitzring geformt sind. Letzterer ist erfindungsgemäß von außen in eine Öffnung des Ventilgehäuses eingesetzt mit einem Bund in einer Kreisausnehmung des Gehäuses. Es ist jedoch auch denkbar, die Führungsstege mit dem Ventilsitzring zu verschweißen oder zu verschrauben je nach Werkstoffwahl.

Die Ventilteller können in irgendeiner bekannten geeigneten Art und ¥eise ausgebildet sein. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Ventilteller einen zylindrischen Abschnitt aufweisen, dessen Außendurchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser eines zum Ventilsitz koaxialen Durchgangs ist und der Ventilteller ferner einen radialen, über den zylindrischen Abschnitt überstehenden ringförmigen Dichtabschnitt aufweist, der mit einer radialen Dichtfläche des Ventilsitzes zusammenwirkt, Mit einer derartigen Ausbildung des Ventiltellers kann eine metallische Dichtung erfolgen, die einen Einsatz des erfindungsgemäßen Umschaltventils insbesondere für aggressive Medien vorteilhaft macht, die Dichti-inge oder dergleichen aus elastischem Material angreifen. Der natürliche dynamische Strömungsdruck sorgt im übrigen dafür, daß im Augenblick des Anliegens des Ventilteller^ an der Dichtfläche ein ausreichender Anpreßdruck ausreichende Dichtigkeit herstellt, so daß nicht erforderlich ist, den eigentlichen Anpreßdruck mit Hilfe des Exzentergliedes aufzubringen. Vielmehr kann zwischen dem Exzenterglied und den zugehörigen Anlageflächen

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der Ventilteller ein gewisses Spiel vorgesehen werden, was die Betätigung des Umschaltventils erheblich erleichtert.

Alternativ hierzu ist jedoch auch möglich, im zylindrischen Abschnitt des Ventiltellers eine O-Ringdichtung anzttordnen.

Ein besonders einfacher Aufbau und eine wirksame Betätigung des erfindungsgemäßen Umschaltventils wird erzielt, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Ventilteller über mehrere Verbindungsstege miteinander verbunden sind, die entweder angeschraubt oder einstückig mit den Ventil· tellern geformt sind. Dadurch erleichtert sich die Führung der beiden Ventilteller und deren Betätigung.

Das Ventilgehäuse des erfindungsgemäßen Umschaltventils kann als Guß- oder Schweißteil hergestellt werden und ermöglicht die bündige Anordnung zwischen Leitungsflanschen, da überstehende Teile nicht erforderlich sind. Die Betätigung der Exzenterwelle kann entweder von Hand oder durch einen geeigneten Antrieb erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Umschaltventil.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht teilweise im Schnitt auf das Ventil nach Fig. 1.

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Ein Ventilgehäuse 1 eines Dreiwege-Umschaltventils, das beispielsweise gegossen ist, jedoch auch geschweißt oder auf sonstige Art und Weise hergestellt werden kann, ist koaxial zu zwei koaxialen Leitungsrohren 10, 11 angeordnet und mittels deren Flansche 12, 13 daran befestigt. Das Gehäuse 1 weist ferner einen Abgangsstutzen ik mit einem Flansch 15 auf, dessen Achse senkrecht zur Achse der Rohre 10, 11 verläuft. Über den Flansch 15 ist der Abgangsstutzen lh mit einer weiteren, nicht gezeigten Rohrleitung verbunden.

In entsprechenden Öffnungen der Wand des Gehäuses 1 sind Lagerbuchsen 16, 17 eingesetzt, die eine Schaltwelle 6 dichtend und drehbar lagern. Auf dem aus dem Gehäuse 1 herausragenden Ende der Schaltwelle 6 sitzt drehfest ein Handhebel 7· I^m Gehäuse-

5 inneren ist mit der Schaltwelle 6 eine Exzenterscheibe/verbunden, die mit Hilfe eines Keils 18 drehfest und axial unverschieblich gehalten ist. Im Gehäuseinnern ist ferner ein Ventilkörper 19 beweglich gelagert, der im wesentlichen aus zwei Ventiltellern h und h- mit den Ventiltellern 4 verbundenen VerbindungsStegen 20 besteht. Im gezeichneten Fall sind die Verbindungsstege 20 einstückig mit den Ventiltellern k geformt. Sie können jedoch auch als Bolzen ausgebildet sein, die mit den Ventiltellern verschraubt werden. Die Ventilteller h haben einen zylindrischen Abschnitt 21, in dessen Umfangsflache eine O-Rirgiichtung 8a eingelassen ist. Nach innen schließt sich an den zylindrischen Abschnitt ein ringförmiger Flanschabschnitt 8b an. Die Ventilteller k wirken mit Ventilsitzringen 2 zusammen, die in eine Ringaüsnehmung 2k des Gehäuses 1 eingesetzt sind. Dabei fährt

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der zylindrische Abschnitt 21 in die Bohrung 25 des 'Ventilsitzringes 2, um den Durchgang 25 abzudichten. Außerdem legt sich der Flansch 23 mit seiner radialen Dichtfläche 26 gegen eine entsprechend ausgebildete Dichtfläche 27 des Ventilsitzringes 2. Dadurch ergibt sich zusätzlich eine metallische Abdichtung zwischen Ventilsitz und Ventilteller.

Mit jedem Ventilsitzring 2 sind in das Innere des Gehäuses 1 ragende Führungsstege 3 einstückig verbunden, und zwar für jeden Ventilsitzring 2 vier Stege 3» die in vorgegebenen

zum Ende sich verjüngenden Abständen voneinander angeordnet sind. Die/Führungsstege 3 haben an die Kreisform des Flansches 8b angepaßte innere Führungsflächen 28, -wodurch die Ventilteller h eine lcäfigartige seitliche Führung erhalten. Es sei bemerkt, daß die Ventilteller h mit einem gewissen seitlichen Spiel gegenüber den Führungsflächen 28 versehen sind, so daß sie leicht verstellbar sind und die Verstellbarkeit durch Verschmutzung oder dergleichen nicht beeinträchtigt ist.

Auf dem außen liegenden Ende der Schaltwelle 6 sitzt ein Anschlagring 29» der die Schaltwelle 6 durch Anlage am Gehäuse 1 axial sichert. Er ist außerdem mit einem Anschlagzapfen 30 versehen, der mit Anschlagvorsprüngen 31» 32, die am Gehäuse 1 angeformt sind, zusammenwirkt.

Die Anschlagmittel ermöglichen eine Drehung der Schaltwelle 6 lediglich innerhalb eines Winkelbereichs von 180 . In Fig, ist oine Endstellung dargestellt, in der der linke Vontil-

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teller h mit Hilfe der Exzenterscheibe 5, die im Umfang bei 33 ballig ausgebildet ist, in Schließstellung gebracht ist. Die ballige Umfangsflache 33 der Exzenterscheibe 5 hat wiederum ein Spiel gegenüber den zugekehrten Innenflächen der Ventilteller kf so daß die Exzenterscheibe selbst nicht zum Schließdruck beiträgt. Dieser wird vielmehr von dem dynamischen Strömungsdruck erzeugt, der auf die größere Innenfläche der Ventilteller h wirkt und diesen gegen die Dichtflächen des Ventilsitzringes 2 drückt, sobald der Ventilteller h seine Schließstellung erreicht. In der Schließstellung dos linken Ventiltellers h ist der rechte Ventilteller K vollständig geöffnet, so daß die Rohrleitung 11 über das Umschaltventil mit dem Abgangsstutzen 14 verbunden ist. Die umgekehrte Stellung der Ventilteller k wird erreicht, indem der Handhebel 7 um 18O gedreht wird.

Es ist ohne weiteres möglich, mit Hilfe der Schaltwelle 6 mehrere Umschaltventile gleichzeitig zu betätigen. Dies ist in Fig. 1 durch ein weiteres Gehäuse 3^· angedeutet, in das die Schaltwelle 6 mit seinem unteren Ende hineinragt und das im übrigen genauso wie das beschriebene Ventil aufgebaut sein kann.

Wie man erkennt, ist der Betrieb des dargestellten Ventils äußerst einfach und verschleißunanfällig, da enge Führungen vermieden sind. Die O-Ringdichtung 8a kann im übrigen in Fortfall kommen, wenn aggressive Medien geschaltet werden. Darüber hinaus sind Herstellung und Zusammenbau des dargestellten

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Ventils äußerst einfach.. Das Ventilgehäuse 1 und Ventilsitzringe 2 mit Führungsstegen 3 können Gußteile sein, die zusammengebracht werden, nachdem die Lagerbuchsen 16, 17 von innen eingebaut und Schaltwelle 6 und Ventilkörper 19 in das Gehäuseinnere eingesetzt sind. Dabei werden aus dem Gehäuse 1 hervorragende Teile vermieden, so daß das Ventil ohne weiteres zwischen bereits angeordnete und ausgerichtete Rohrleitungen eingesetzt werden kann.

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Claims

Ansprüche :

1y Dreiwege-Umschaltventil mit einem Gehäuse, das über drei
Öffnungen mit drei Leitungen verbindbar ist, einem Ventilglied, das zwischen zwei Ventilsitzen bewegbar im Gehäuse
gelagert ist und in Wirkverbindung mit einer Ventilbeiätigung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (19) zwei im Abstand angeordnete, miteinander verbundene Ventilteller (4) aufweist, die mit den einander gegenüberliegenden,
koaxialen Ventilsitzen (2) zusammenwirken, und daß zwischen den Ventiltellern (4) ein von einer Schaltwelle(6) betätigbares Exzenterglied (5) angeordnet ist.
2. Umschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilgehäuse (1) Führungen (3) für die Ventilteller (4) vorgesehen sind, durch die die Ventilteller (k) lose
geführt sind.
3. Umschaltventil nach Anspruch 2, dadux'ch gekennzeichnet, daß die Ventilteller (4) kreisförmige Umfangsflächen haben und
die Führungen für einen Ventilteller {h) mehrere im Umfangsabstand angeordnete Führungsstege (3) aufweisen.
h» Umschaltventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstege (3) einstückig mit einem Ventilsitzx-ing
(2) geformt sind.
5. Umschaltventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Ventilsitzring (2) von außen in eine Öffnung des Ventilgehäuses (i) eingesetzt ist mit einem Bund in einer Kreisausnehmung (24) des Gehäuses (i).
6. Umschaltventil nach einein der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilteller (4) einen zylindrischen Abschnitt (21) aufweisen, dessen Außendurchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser eines zum Ventilsitz (2) koaxialen Durchgangs (25) ist und der Ventilteller (4) ferner einen' radialen, über den zylindrischen Abschnitt (21) überstehenden ringförmigen Dichtabschnitt (8b) aufweist, der mit einer radialen Dichtfläche (27) des Ventilsitzes (2) zusammenwirkt.
7. Umschaltventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im zylindrischen Abschnitt (21) des Ventiltellers (4) eine O-Ringdichtung (8a) angeordnet ist,
8. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Exzenterglied eine Exzenterscheibe (5) ist, die drehfest auf der Schaltwelle (6) angeordnet und am Umfang ballig (33) ausgebildet ist.
9. Umschaltventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil beller (4) über mehrere Stege (20) miteinander verbunden sind, die entweder angeschraubt oder einstückig mit den Ventiltellern (4) geformt sind.

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