DE2553383A1

DE2553383A1 - Absperrorgan

Info

Publication number: DE2553383A1
Application number: DE19752553383
Authority: DE
Inventors: Etienne Hochain; Jean Santy; Andre Schneider
Original assignee: Pont a Mousson SA
Current assignee: Pont a Mousson SA
Priority date: 1974-12-05
Filing date: 1975-11-27
Publication date: 1976-06-10
Also published as: NL173993C; SE7513619L; CA1025838A; JPS5183222A; ES443207A1; US4083529A; JPS5514940B2; IT1051614B; NL173993B; AU8727675A; DE2553383B2; NL7514147A; CH601704A5; GB1503730A; BR7508055A; DE2553383C3

Description

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S Diph-PhyS. EdUard BetZler Fernsprecher: 3S3011

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⁵¹⁰¹⁴ Dlpl.rlng.~W. Herrmann-Trentepohl

PATENTANWÄLTE SÄST

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54700 Nancy (Frankreich)

Absperrorgan

Die Erfindung bezieht sich auf ein Absperrorgan mit einer Dichtgarnitur» deren Ansatz in einer sich am Umfang des Absperrorganes öffnenden Ringkehle eingeklemmt ist.

Derartige Absperrorgane mit einer aus drei ringförmigen Bereichen bestehenden einstückigen Dichtungsgarnitur, d.h. einem Ansatz, einem mit dem Sitz des Organs zusammenwirkenden und von der Kehle des Absperrorganes vorstehenden Kopf sowie einem den Ansatz mit dem Kopf verbindenden Steg sind bekannt. In einem derartigen Organ weist der Ansatz einen rechtwinkligen Querschnitt auf und ist in seiner Form eng an die den Ansatz aufnehmende Ringkehle angepaßt, wobei die Dichtigkeit auf Höhe des Ansatzes der Garnitur dadurch gewährleistet ist, daß der Ansatz mit seiner inneren Umfangsfläche gegen den Boden der ihn aufnehmenden Kehle angedrückt ist. Der Ansatz der Dichtungs-' garnitur ist somit auf dem größten Teil seiner Flächen gegen die Viände der Kehle angedrückt und es ist unmöglich, einen eventuellen Zentrierfehler des Bodens der Kehle nachzustellen.

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Die Dichtungsgarnitur ist mit anderen Worten durch den Ansatz eingestellt und zur Erzielung eines guten Umfangskontaktes mit dem Körper des Absperrorganes und somit einer guten Dichtigkeit ist es erforderlich, daß die die Dichtungsgarnitur aufnehmende Kehle genauestens auf der Achse des Absperrorganes zentriert ist. Ein derartig guter Kontakt ist aber schwer herzustellen, insbesondere wenn derartige Absperrorgane bei geringen Differentialdrucken verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile eines derartigen Absperrorganes zu beseitigen und ein Absperrorgan anzugeben, dessen Dichtungsgarnitur erhöhte natürliche oder temperaturabhängige Fließeigenschaften aufweist, so daß das Absperrorgan für Fluide verwendet werden kann, deren Temperaturen in der Nähe der maximal zulässigen Temperaturen des die Dichtungsgarnitur bildenden Materials liegen, d.h. in der Größenordnung von 200⁰C bis 300⁰C bei einem Elastomeren. Die oben erwähnten Fließeigenschaften hängen mit dem Belastungszustand zusammen, in dem sich die Dichtungsgarnitur befindet, wobei das Fliessen umso stärker reduziert ist je geringer die Belastungen sind. Weiterhin soll das erfindungsgemäße Absperrorgan eine Dichtungsgarnitur aufweisen, die bei geringen Drucken und Belastungen verwendbar ist.

Die Erfindung betrifft somit ein Absperrorgan mit einer Dichtungsgarnitur, deren Ansatz in einer sich am Umfang des Absperrorganes öffnenden Ringkehle eingeklemmt ist und deren Boden einen geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser der Dichtungsgarnitur aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz zwischen zwei einander gegenüberliegenden planen Flächen des Absperrorganes eingeklemmt und festgehalten ist, welches . die Kehle seitlich begrenzt und jede Relativbewegung des Ansatzes gegenüber den Flächen der Kehle verhindert, zwischen denen der Ansatz eingeklemmt ist.

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Auf diese Weise wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Dichtungsgarnitur nur von den Seitenwänden des Ansatzes gehalten ist, der somit frei vom Boden der Ringkehle seinen Platz einnimmt, so daß sie beim Montieren auf der Innenseite des Sitzes des Absperrorgans und nicht auf dem Boden der Kehle zur Abstützung gebracht werden kann. Daraus ergibt sich, daß man eventuelle Zentrierfehler der Kehle gegenüber der Achse des Absperrorganes nachstellen kann und daß die Garnitur ständig einen guten Dichtungskontakt mit dem Sitz bei geschlossenem Hahn aufweist.

Ein weiterer Nachteil von bisher bekannt gewordenen Absperrorganes besteht darin, daß der Kopf der Garnitur einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, so daß die Berührungszone mit dem Sitz des Organs von ziemlicher Wichtigkeit ist, und zwar sogar in Abwesenheit eines Differentialdrucks des Fluids in der Rohrleitung. Dies kann zur Entstehung eines erhöhten Schließmomentes und zu vorzeitigem Verschleiß führen. Darüberhinaus weist die Verbindung zwischen dem Kopf und dem Zwischenmantel der Garnitur aufgrund der trapezförmigen Ausbildung des Kopfes einen Winkel auf, der Effekte wie Rißbildung und Einreissen des Garniturenmaterials, wie z.B. eines Elastomeren, begünstigt, wenn es den Beanspruchungen beim Andrücken und der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes ausgesetzt ist.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist die Dichtungsgarnitur insbesondere zur Vermeidung des oben geschilderten Nachteiles einen Kopf auf, der mit dem Ansatz mittels eines Ringmantels verbunden ist und der zumindest teilweise einen krummlinigen konkaven Querschnitt aufweist, der auf dem Ringmantel abschließt.

Weiterbildende Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen

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und anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Axialscbnitt eines als Drehschieber ausgebildeten erfindungsgeiaä ßeri Ahsperrorganes;

Fig. 2 einen Axialschnitt einer beim Absperrorgan der Fig. 1 verwendeten Dichtungsgarnitur;

Fig. 3 eine Teilansicht eines Axialschnitts des Absperr-

organes nach Fig. 1, wobei dieser einem Differentialdruck ausgesetzt ist;

Fig. 4 und 5 Teilansichten in vergrößertem Maßstab von Axialschnitten einer anderen Ausführungsform der Erfindung bei einem Absperrorgan nach Fig. 1, wobei die Dichtungsgarnitur einmal in Anwesenheit und einmal in Abwesenheit eines Differentialdrucks dargestellt ist;

Fig. 6 und 7 den Fig. 4 und 5 ähnliche Darstellungen von zwei weiteren Ausführungsformen der Erfindung bei einem Absperrorgan nach Fig. 1;

Fig. 8 eine weitere Aus führung s form der Dichtungsgarnitur des erfindungsgemäßen Absperrorganes;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Absperrorganes;

Fig. 10 bis 13 verschiedene mögliche Querschnitte von beim

erfindungsgemäßen Absperrorgan verwendbaren Dichtungsgarnituren;

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Fig. 14 einen Axialschnitt eines als Ventil ausgebildeten erfindungsgemäßen Absperrorgans; und in

Fig. 15 einen Axialschnitt der beim Absperrorgan nach Fig. 14 verwendeten Dichtungsgarnitur.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist das Absperrorgan als Ventil mit einem Rotationskörper 1 mit der Achse X-X ausgebildet, in der ein kegelstumpfförmiger Ventilsitz 2 geführt ist und dessen Achse mit der Achse X-X übereinstimmt. Der Ventilkörper 1 ist auf beiden Seiten mit Befestigungsflanschen 3 versehen, die ein Einsetzen des Ventils in eine nicht gezeichnete Rohrleitung für Fluide ermöglichen.

Ein Absperrorgan oder Drehschieber 4 ist im Ventilkörper 1 angeordnet und weist einen im allgemeinen scheibenförmigen Teil 5 sowie einen Klemmring 6 auf, der konzentrisch zur Scheibe 5 und um eine kreisförmige Platte 7 von der allgemeinen Ebene der Scheibe 5 vorstehend angeordnet ist. Der Ring 6 ist auf der Scheibe 5 mit Schrauben 8 befestigt, die mit regelmäßig auf der Platte 7 verteilten mit axialen Gewinden versehenen Löchern 9 der Scheibe 5 in Eingriff stehen.

Die Scheibe 5 ist auf einer Drehwelle 10 festgekeilt, deren Achse Y-Y senkrecht zur Achse X-X steht und diese im Punkt 0 schneidet. Die Achse Y-Y des Drehschiebers ist in der Weise verlagert, daß sie nicht in der vom mittleren Umfang cm des Sitzes 2 bestimmten quer verlaufenden Schließebene angeordnet ist, sondern sie ist um einen bestimmten Abstand gegenüber dieser Ebene seitlich vom größten Umfang cg des Sitzes 2 versetzt.

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Die Scheibe 5 und der- Ring 6 bilden zwischeneinander eine ringförmige Umfangskehle 11, deren Querschnitt im allgemeinen die Form eines Kelches aufweist und deren Achse Z-Z senkrecht zur Oberfläche des Sitzes 2 steht und durch den Punkt O hindurchgeht. Die Kehle 11 weist einen unteren Bereich mit kegel stump fförmigen planen Ringflächen 12 und einen Boden 13 auf, der ebenfalls kegelstumpf- und ringförmig senkrecht zu den planen Flächen 12 ausgebildet ist. Die Kehle 11 weist ferner einen sich in Richtung des Umfanges des Drehschiebers aufweitenden äußeren Bereich auf. Bei der ersten Aus führung s form ist dieser äußere Bereich durch die seitlichen Ringflächen 14 begrenzt, deren Querschnitt von einem Segment eines Kreisumfanges gebildet ist.

Die Kehle 11 nimmt eine Dichtungsgarnitur 15 auf, z.B.. aus einem elastomeren Material» die in Fig. 2 in freiem Zustand dargestellt ist. In diesem Zustand ist die Dichtungsgarnitur plan und besteht aus drei einstückig miteinander zusammenhängenden Bereichen, d.h* einem Ansatz 16, einem Kopf 17 und einem den Ansatz mit dem Kopf verbindenden Mantel oder Steg 18.

Der Ansatz 16 weist eine Dicke auf, die die Breite der Kehle

11 deutlich überschreitet. Ferner ist sein Innendurchmesser größer als der Durchmesser des ringförmigen Bodens 13 der Kehle 11, so daß die Garnitur 15 nach dem Einbau im Drehschieber frei vom Boden 13 der Kehle 11 angeordnet ist und eine ringförmige Kammer 19 bildet.

Was den Steg 18 anbetrifft, so weist dieser erkennbar eine etv/as geringere Dicke auf als der Abstand zwischen den Flächen

12 ausmacht, während der Kopf 17, der sich mit einem krummlinigem konvexen Querschnitt an den Querschnitt des Steges 18 anschließt, im Ausführungsbeispiel mit kreisförmigem Quer-

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schnitt, frei von den seitlichen krummlinigen Flächen 14 des äußeren Bereiches der Kehle 11 ist. Ferner steht der Kopf 17 über den Umfang des Drehschiebers vor, damit er mit dem Sitz 2 des Ventilkörpers in der Schließstellung des Drehschiebers in Eingriff kommen kann«

Der oben beschriebene Drehschieber arbeitet folgendermaßen: Da die Dicke des Ansatzes 16 deutlich die Breite des inneren Bereiches der Kehle 11 überschreitet, ist die Dichtungsgarnitur 15 an ihrem Platz durch Einklemmen des Ansatzes 1-6 zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen 12. auf der Scheibe 5 bzw. dem Ring 6 gehalten. Dieses Einklemmen gewährleistet die Dichtigkeit auf der Höhe der Dichtungsgarnitur gegenüber dem Drehschieberkörper und nicht wie bisher üblich auf der Höhe der Innenfläche des Ansatzes und dem Boden der Kehle. Es ist somit nicht mehr erforderlich, den Durchmesser dieser Fläche derjenigen des Bodens der Kehle anzupassen, was einen beträchtlichen Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung darstellt.

. In Fig. 1 ist das Ventil in geschlossener Stellung und in Abwesenheit eines Differentialdrucks der Flüssigkeit zu beiden Seiten des Ventils dargestellt. Unter diesen Bedingungen ist nur der Kopf 17 aufgrund seiner Berührung mit dem Sitz 2 leicht deformiert. Ferner wirken die Andruckkräfte nur auf den Ansatz im Sinne einer Kompression, so daß die Dichtungsanordnung nur sehr geringen Belastungen ausgesetzt ist, die aber dessen Verhalten nicht beeinträchtigen können.

In Fig. 3 ist davon ausgegangen, daß das Ventil einem in Richtung des Pfeiles f,. wirkenden Differentialdruck ausgesetzt ist. In diesem Fall verformt sich die Garnitur

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in der dargestellten Art und Weise, d.h, der Kopf 17 und der Steg 18 sind durch den Druck in Richtung der stromabwärtigen Seite der Kehle 11 entsprechend dem Umfang cg des Sitzes zurückgedrückt. Daraus ergibt sich, daß der Kopf mit der stromabwärtigen Fläche 14 in Eingriff kommt und gegen den Sitz 2 gedrückt wird, wobei die Andruckkräfte umso größer sind, je höher der Druck ist. Man erkennt, daß in diesem Fall die Dichtigkeit auf einer beträchtlichen Fläche gewährleistet ist, was die Dichtungseigenschaften des Ventils beträchtlich verbessert.

Man erkennt_:somit, daß die Anordnung der Dichtungsgarnitür 15 eine gute Dichtigkeit gewährleistet, unabhängig davon, ob der Differentialdruck gering ist, ganz fehlt oder auch bei sehr hohem Druck.

Aufgrund der Abwesenheit von beträchtlichen Belastungen auf die Garnitur kann man sie bei Fluiden verwenden, deren Temperaturen · in der Nähe der maximal zulässigen Temperaturen für das.die Garnitur bildende Material liegen. Bei einem Elastomeren kann diese Temperatur zwischen 200⁰C und 300⁰C liegen. Ferner kann die Anzahl von Betätigungen des Ventils wesentlich gesteigert werden. Schließlich sind die natürlichen oder von der Fluidtemperatur abhängigen Fließeigenschaften beträchtlich verbessert, die mit dem Zustand der geringen Belastungen zusammenhängen. Ferner darf auf die Einfachheit der Montage und der Zentrierung der Garnitur hingewiesen werden.

In Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der insbesondere 'die Abplattung des Kopfes 17a bei Anwesenheit eines Differentialdruckes verbessert ist, wobei

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dennoch eine gute Dichtigkeit in Abwesenheit eines derartigen Differentialdruckes gewährleistet ist. In diesem Fall weist der Querschnitt des Kopfes 17a der Garnitur 15a im nicht gezeichneten freien Zustand ein krummliniges konvexes Segment 20 auf, das an die beiden Seitenflächen des Steges 18a über zwei geradlinige Segmente 21 anschließt. In angepaßter Weise ist der äußere Bereich der Kehle 11a von zwei zueinander geneigten planen Flächen I4a-A und 14a-B begrenzt, die an die Flächen 12a des inneren Bereiches der Kehle anschliessen.

Fig. 5 zeigt deutlich, daß sich der Kopf in Anwesenheit eines Differentialdrucks eng an die beiden Flächen 1Aa-A und I4a-B andrückt und auf diese Weise die Dichtungseigenschaften des Ventils verbessert.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Kopf 17b der Garnitur 15b eine massivere Form als bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen aufweist, so daß sich der Mantel oder Steg 18b praktisch auf eine dünnere Zone der Garnitur 15b reduziert. In diesem Falle weist die Kehle 11b an ihrem Umfang zwei ringförmige Flansche 22 auf, die von den Seitenwänden des äußeren Bereiches der Kehle 11b vorstehen. Diese Wände sind hier durch zwei zueinander geneigte plane Flächen I4b-A und I4b-B begrenzt, wobei die Wand sich selbstverständlich seitlich vom größten Umfang c£ des Sitzes 2 befindet und eine ringförmige Nut 23 aufweist, die von zwei senkrecht zueinander stehenden Flächen gebildet ist, von denen eine parallel zum Boden 13b der Kehle 11b verläuft.

Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtungsgarnitur 15b wesentlich massiver und weist somit eine erhöhte Stabilität

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auf, wenn sie höheren Differentialdrucken ausgesetzt ist, da sie ja eine wesentlich größere Masse an elastischem Material aufweist. Die Flansche 22 ermöglichen eine Eindämmung der Gefahr, daß die Garnitur 1.5b unter Einwirkung der Druckkraft herausgedrückt wird, und verringern die Bildung eines Wulstes, der bei Verwendung des Ventils für Strömungen mit schwierigen Parametern schädlich sein könnte, wie z.B. bei hohen Drucken und hohen Temperaturen.

Bei dieser Ausführungsforia erfolgt die Deformation der Garnitur 15b vornehmlich in radialer Richtung. Die Gefahr des Einklemmens der Garnitur ist ebenfalls verringert. Was die Nut 23 anbetrifft, so dient sie ebenfalls zur Verringerung der Gefahr des Einklemmens der Garnitur, indem sie die Berührungsoberfläche zwischen der äußeren Fläche der Garnitur und der Wand verringert, gegen die die Garnitur in Anwesenheit eines in Richtung des Pfeiles f.. wirkenden Differentialdrucks angedrückt wird.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Dichtungsgarnitur 15c identisch mit der Garnitur 15b nach Fig. 6 ist. In diesem Fall weist aber der äußere Bereich der Kehle 11c Wände auf, in denen eine Nut 24 von im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt ausgehöhlt ist, die von drei ringförmigen Facetten I4c-A bis I4c-C gebildet ist und nach innen an eine Fläche I4c-D anschließt. Die Fläche I4c-D befindet sich seitlich vom. Umfang C£ des Sitzes 2 und kann darüberhinaus eine ringförmige Nut 23 ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6 aufweisen.

Die ringförmigen Nuten 24 vergrößern die Wirkung der vorspringenden Flansche 22 nach Fig. 6 und ermöglichen

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im deformierten Zustand eine noch bessere Verankerung der Dichtungsgarnitur im Inneren der Kehle 11c. Die Gefahr des Herausdrückens der Dichtungsgarnitur ist somit noch weiter verringert«.

Die Ausführungsform nach Fig. 7 ermöglicht es, eventuelle Deformationen oder Verschie bungen des Drehschiebers bezüglich seiner Achse, beispielsweise aufgrund von Temperatureinwirkungen _f von Verschleiß der Drehachse, von auf die Drehachse ausgeübten Kräften usw., nachzustellen, da ja eine Nut 24 vorgesehen ist, in der die deformierten Bereiche der Garnitur aus den oben aufgezeigten Gründen angeordnet und somit untergebracht werden können.

Der Mantel oder Steg 18d der Garnitur 15d weist bei der Ausführungsform nach Fig« 8 zwei ringförmige Haltewulste 25 auf, die sich zu beiden Seiten des Steges 18d erstrecken. Die Wulste 25 kommen mit komplementären ringförmigen Nuten 26 von wesentlich größeren Abmessungen in Eingriff, die in den Seitenwänden der Kehle 11d ausgehöhlt sind.

Aufgrund der mit den Nuten 26 zusammenwirkenden Wulste 25 ist die Neigung des Herausdrückens der Garnitur 11d verringert, wenn sie dem von einem Fluid in der Rohrleitung ausgeübten Differentialdruck ausgesetzt ist. Es tritt somit ein Verankerungseffekt der Garnitur auf der Höhe des Steges 18d durch die Wulste 25 auf. Der Zug auf den Ansatz I6d ist somit begrenzt. Diese Ausführungsform weist einen besonderen Vorteil auf, wenn das Absperrorgan sich in der Nähe der Schließstellung befindet; tatsächlich ist es so, daß das Fluid in diesen Stellungen mit hoher Geschwindigkeit durch den reduzierten Durchtrittsquerschnitt hindurchströmt und es tritt ein sogenannter Drosseleffekt auf, bei dem die Garnitur stark beansprucht ist.

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Die Ausführungsform nach Pig. 9 bildet gewissermaßen einen Kompromiß zwischen den Ausführungsformen nach Fig. 6 und 7. In diesem Fall ist die Garnitur 15e identisch mit der Garnitur nach Fig. 6 und 7» während der äußere Bereich der Kehle 11e eine kegelstumpfförmige plane Fläche I4e-A seitlich vom größten Umfang cg, des Sitzes 2 aufweist_c Ferner ist seitlich vom kleinsten Umfang cp_ eine Ringnut vorgesehen, die von einer ersten Ringfläche 14e-B parallel zum Boden 13e der Kehle 11e begrenzt ist und an eine Ringfläche I4e-C anschließt, die mit der Fläche I4e-B einen spitzen Winkel 06 einschließt, so daß sich die Kehle 15e nach außen verengt.

In der Praxis hat sich herausgestellt_r daß ein Absperrorgan nach Fig. 9 auch verwendbar ist, wenn der Differentialdruck in Richtung des Pfeiles f~ wirkt, obwohl die Andruckrichtung des Differentialdrucks vorzugsweise in Richtung des Pfeiles f.. geht; auch bei einem Differentialdruck in Richtung des Pfeiles f_₂ weist das Absperrorgan ebenfalls gute Eigenschaften im Hinblick auf Dichtigkeit und Betätigungsmomente auf.

Man erkennt ferner, daß bei dieser Aus führung s form der Ansatz 18e der Garnitur nicht vollständig in den unteren Teil mit parallelen Flächen der Kehle 11e eindringt; damit ist gezeigt, daß man bei einem derartigen Absperrorgan von vorgegebenen Abmessungen Dichtungsgarnituren mit verschiedensten Durchmessern verwenden kann und daß andererseits das Andrücken der Garnitur auf den Seitenflächen des Ansatzes erfolgt.

In Fig. 10 bis 13 sind mehrere weitere Ausführungsformen für die Dichtungsgarnitür wiedergegeben.

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Die Garnitur 27 nach Fig. 10 weist einen Kopf 28 mit elliptischem Querschnitt auf, der mit einer dünneren Zone 30 ähnlich einem Steg an den Ansatz 29 anschließt.

Fig. 11 zeigt eine Garnitur 31, derein Ansatz 32 direkt an den Kopf 33 anschließt, dessen Querschnitt bei 34 teilweise krummlinig ausgebildet, ist und der mit geradlinigen Bereichen 35 an den Ansatz anschließt.

Die Ausführungsformen nach Fig. 10 und 11 sind widerstandsfähiger als die vorhergehenden und bringen eine größere Masse eines elastischen Materials, beispielsweise eines Elastomeren zur Geltung. Die beiden genannten Ausführungsformen von Garnituren eignen sich insbesondere für Absperrorgane, die in Rohrleitungen mit großen Durchmessern eingebaut werden.

Die Garnitur 36 nach Fig. 12 deren Form im allgemeinen derjenigen der Garnitur nach Fig. 4 bis 7 entspricht, ist mit einer Schutzschicht 37 ummantelt, mit Ausnahme der unteren Fläche 38 des Ansatzes. 39 dieser Garnitur. Das Schutzmaterial kann aus einer dünnen Schicht aus Polytetrafluoräthylen oder einem anderen ähnlichen Material bestehen. Die Schutzschicht ermöglicht es, die durch die Reibung der Garnitur auf diesem Sitz des Organs ausgeübten Kräfte beträchtlich zu verringern, so daß infolgedessen die Betätigungskräfte sowie der Verschleiß der Garnitur reduziert werden. Diese Ausführungsform ist ferner insbesondere geeignet für Absperrorgane, mit denen Rohrleitungen für aggressive Fluide ausgestattet werden.

Schließlich weist die Ausführungsform nach Fig. 13 eine identische Garnitur 40 wie diejenige nach Fig. 4 bis 7 auf, bei der aber der Kopf 41 in seiner Mitte mit einem

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hohlen Rohr oder einer Seele 42 ausgestattet ist. Diese ringförmige Seele kann aus Metall oder einem Nichtmetall hergestellt sein und besteht vorzugsweise aus einem elastischen Element, wie z.B. einer Ringfeder. Die Seele 42 ermöglicht es, die Neigung des Herausdrückens der Garnitur 40 aus der Kehle zu begrenzen. Diese Eigenschaft ist dann sehr wichtig, wenn die Garnitur stark beansprucht ist, beispielsweise in der oben beschriebenen Drosselstellung des Absperrorganes.

Die bisher beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich alle auf Absperrorgane in Form von Drehschiebern. Die Erfindung ist aber nicht nur auf diese Art von Absperrorganen beschränkt. Man hat nämlich festgestellt, daß die Anordnung der Dichtigkeitseinrichtung» d.h. insbesondere die Montage der Garnitur im Körper des Absperrorgans sich nicht nur bei Drehschieberventilen, sondern auch bei anderen Ventilen (Robinets a soupape) verwenden lassen, wobei sich aufgrund der Montage die gleichen Vorteile erzielen lassen.

Somit handelt es sich beim Ausführungsbeispiel nach Fig. und 15 bei dem Absperrorgan um ein Ventil, das einen Ventilkörper 50 mit der Achse ¥-¥ aufweist. Im Ventilkörper 50 ist ein Sitz 51 mit drei Ringflächen 51a, 51b und 51c ausgebildet, die jeweils in Öffnungsrichtung des Ventils eine kegelstumpfförmige Fläche, eine zylindrische Fläche und wiederum eine kegelstumpfförmige Fläche aufweisen, wobei sich die beiden kegelstumpfförmigen Flächen in Öffnungsrichtung f. des Ventils aufweiten.

Das Ventil weist ein Absperrorgan 52 auf, das mit einer Scheibe 53 und einem koaxial zur Achse \l~\'f angeordneten Klemmring 54 versehen ist, die aneinander mit einer Mittelschraube angeschlossen sind, die in ein Gewindeloch der

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Scheibe 53 eingeschraubt ist. Der Ring 54 weist eine nicht gezeichnete Einrichtung auf, die die Ankopplung des Absperrorgans an eine Betätigungseinrichtung ermöglicht, so daß die Anordnung vom Sitz 51 abgehoben und an diesen angenähert werden lcann.

Die Scheibe 53 ist ebenso wie die entsprechende Fläche des Ringes 54 in der Weise abgestuft, daß die beiden Elemente eine ringförmige Kehle 55 mit einem inneren Bereich 55a mit geringer Breite und einen äußeren Bereich 55b mit größerer Breite aufweisen, wobei diese Kehle selbstverständlich sämtliche oben beschriebenen Profile annehmen kann. Die einander gegenüberliegenden Flächen 56 des unteren Bereiches 55a der Kehle sind vorzugsweise mit Riefen oder Rillen versehen. Die Kehle 55 nimmt eine ringförmige Dichtungsgarnitur 57 (vgl. Fig. 14) in einer gegenüber der Achse W-W zentrierten Stellung auf und weist einen Ansatz 58, einen mittleren Steg 59 und einen äußeren Wulst 60 auf, wobei sich selbstverständlich sämtliche oben beschriebenen Ausführungsformen bei dem Ventil nach Fig. 14 und 15 verwenden lassen. Die Riefen oder Rillen der Flächen 56 vergrößern die Haftung des Ansatzes 58 nach seiner Montage und insbesondere nach dem Anziehen der Schraube. Man erkennt, daß der Innendurchmesser der Garnitur 57 größer als der Durchmesser des Bodens der Kehle 55 ist, so daß das Zentrieren der Garnitur bei der Montage möglich ist. Es bleibt somit nach der Montage eine Ringkammer 61 zwischen der Innenfläche der Garnitur und dem Boden der Kehle 55.

Wie in Fig. 14 dargestellt wirkt die Garnitur 57 mit der zylindrischen Fläche 51b des Sitzes 51 zusammen, wenn das Ventil geschlossen ist. In dieser Stellung stützt sich eine

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abgeschrägte kegelstumpfförmige Fläche 62 an der Scheibe an der der Kehle 55 gegenüberliegenden Seite auf der kegelstumpf förmigen Fläche 51a unter einem angepaßten Winkel ab.

Das Fluid fließt vorzugsweise in Richtung des Pfeiles fo, es kann aber auch eine Strömung in entgegengesetzter Richtung verwendet werden.

Man erkennt, daß bei sämtlichen oben beschriebenen Ausführungsformen die Dichtungsgarnitur zum größten Teil im Inneren der Kehle angeordnet ist und daß lediglich, ein relativ geringer Teil, der darüberhinaus vorsteht, dem Strom des Fluids ausgesetzt ist, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn der Fluidstrom die Dichtungsgarnitur angreifen kann.

Patentansprüche: - 17 -

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Claims

- 17 Patentansprüche

Ci-'Absperrorgan mit einer Dichtungsgarnitur, deren Ansatz in einer sich am Umfang des Absperrorganes öffnenden Ringkehle eingeklemmt ist und deren Boden einen geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser der Dichtungsgarnitur· aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Ansatz (16; 58) zwischen zwei einander gegenüberliegenden planen Flächen (12; 56) des Absperrorganes eingeklemmt und festgehalten ist, welches die Kehle (11, 55) seitlich begrenzt und jeder Relativbewegung des Ansatzes gegenüber den Flächen der Kehle verhindert, zwischen denen der Ansatz eingeklemmt ist.
2.Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsgarnitur einen mit einem ringförmigen Steg an den Ansatz angeschlossenen Kopf (17; 60) aufweist, der zumindest teilweise mit einem krummlinigem konvexen Querschnitt versehen ist, der auf dem Steg (18; 59) abschließt.
3.Absperrorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kehle (11; 55) einen äußeren ringförmigen Bereich mit. größeren Abmessungen als der entsprechende Bereich der Dichtungsgarnitur (15, 57) aufweist, die eine gewisse Bewegung der Garnitur in der Kehle ermöglicht.
4.Absperrorgan nach Anspruch 2 und j5, dadurch gekennzeichnet , daß der krummlinige konvexe Querschnitt des Kopfes (17) ein praktisch kreisförmiger Querschnitt 13t, und daß der äußere Bereich der Kehle (11) sich nach außen aufweitet und von zwei Ringflächen (14)

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- 18 begrenzt ist, deren Querschnitt ein Kreissegment bildet.
5.Absperrorgan nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß der krummlinige konvexe Querschnitt des Kopfes (17a-17e) teilweise kreisförmig ist und die Seitenwände des Stegbereiches (I8a~18e) mit zwei geradlinigen Bereichen (21) verbindet, und daß die Kehle (I1a-11e) auf beiden Seiten zumindest eine plane Ringfläche (I4a-A, I4a-B; I4b-A, I4b-B; I4c-A bis 14c-D; I4e-A bis I4e-C) aufweist, gegen die die Garnitur andrückbar ist, wenn auf beiden Seiten des Absperrorganes in der Schließstellung ein Differentialdruck herrscht.
6.Absperrorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Kehle (11a) sich nach außen aufweitet und zu beiden Seiten der Garnitur (15a) zwei Ringflächen (I4a-A, 14a-B; I4b-A, I4b-B) aufweist, von denen die im Inneren der Kehle (11a) befindliche sich ungefähr parallel zu den geradlinigen Bereichen (21) des Kopfes, der Garnitur (15a) erstreckt.
7.Absperrorgan nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Kehle (11b) am äußeren Umfang zwei Ringflansche (22) aufweist, die von den in der Nähe des Umfangs der Kehle (11b) angeordneten, einander gegenüberliegenden Ringflächen (I4b-A) vorstehen.
8.Absperrorgan nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Nut (24) mit trapezförmigem Querschnitt in mindestens eine der Ringflächen eingearbeitet ist, die sich am Umfang der Kehle (11c; I4c-A, 14c-B, I4c-C) befinden.

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9. Absperrorgan nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche im Inneren der Kehle (11b; 11c) eine Ringnut (23) aufweist _t die von zwei von senkrecht zueinander stehenden Flächen gebildeten Bereichen begrenzt ist, wobei eine der Flächen parallel zum Boden (13b, 13c) der Kehle verläuft.
10. Absperrorgan nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Kehle (11e) sich nach außen verengt und zumindest auf einer Seite in ihrem äußeren Ringbereich durch eine parallel zum Boden (I3e) der Kehle (11e) verlaufende erste Fläche und durch eine schräg unter einem spitzen Winkel (cc ) zur ersten Fläche verlaufende zweite Fläche (I4e-C) begrenzt ist,
11 .Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Steg (18d) auf beiden Seiten einen ringförmigen Haltewulst (25) aufweist, der in eine entsprechende komplementäre " Ringnut (26) der entsprechenden Kehle (11d) vorsteht, wobei der Querschnitt der Ringnut (26) beträchtlich größer als der des Wulstes (25) ist.
12.Absperrorgan nach einem oder mehrerei der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Organ als Drehschieber (4) mit rohrförmigem Körper

(I) ausgebildet und unter einem Winkel von 90° gegenüber der Achse (X-X) des rohrförmigen .Körpers (1) schließbar ist.
13.Absperrorgan nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet _r daß die Garnitur (15) und die Kehle

(II) im allgemeinen kegelstumpfförmige Gestalt und der

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Sitz (2) des Absperrorgans eine kegelstumpfförmige Umdrehungskörperfläche aufweisen, wobei die Achse des Garniturenquerschnitts und der Kehle (Z-Z) senkrecht zu der des Sitzes (2) stehen, wenn das Absperrorgan sich in der Schließstellung befindet.
14. Absperrorgan nach Anspruch 9, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringnut (23) seitlich von der Achse (Z-Z) entsprechend dem größten Umfang (c_g) des Sitzes (2) angeordnet ist.
15.Absperrorgan nach Anspruch 10, 12 und 13» dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und zweiten Flächen (I4e-B, I4e-C) seitlich von der Achse (Z-Z) entsprechend dem kleinsten Durchmesser (cjd) des Sitzes (2) angeordnet sind.
16.Absperrorgan nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Wand (I4e-A) der Kehle (I1e) gegenüber der ersten und der zweiten Fläche (I4e-B, I4e-C) sich parallel zur Achse (Z-Z) erstreckte
17.Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehschieber (4) auf einer Drehwelle (10) angeordnet ist, deren Achse (Y-Y) gegenüber der den mittleren Umfang (cm) des Sitzes durchsetzenden quer verlaufenden Schließebene des Hahnes versetzt ist, und daß die Achse (Z-Z) des Querschnitts der Kehle und der Garnitur die Erzeugende eines Kegels ist, dessen Spitze sich an Schnittpunkt (0) der allgemeinen Achse (X-X) des Organs und der Achse (Y-Y) der Drehwelle (10) befindet.

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18.Absperrorgan nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrorgan (52) ein Ventil ist, das längs der Achse (W-W) des rohrförmigen Körpers (50) mit einem darin angeordneten Sitz (51) mit der Achse (W-W) verschiebbar ist«.
19.Absperrorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrorgan (4; 52) ein scheibenförmiges Organ (5j 53) und einen konzentrischen Klemmring (6; 54) aufweist, die aneinander angepaßt sind und miteinander die Kehle (11; 55) bilden, wobei der Ring (6j 53) am scheibenartigen Organ (5; 53) angeschraubt ist.
20. Absperrorgan nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kopf (28) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
21 ♦ Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Garnitur (31) einen Kopf mit einem teilweise krummlinigen Querschnitt aufweist, der an den Ansatz (32) mit zwei geradlinigen Bereichen (35) anschließt.
22. Absperrorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Garnitur (36) zumindest teilweise mit einer Schutzschicht (37) aus einem Kunststoff material, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen, überzogen ist.
23. Absperrorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Rohr (42) vorzugsweise aus einem federförmigen Metall in den

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- 22 Kopf (41) der Garnitur (40) eingelassen ist.
24.Absperrorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die den Ansatz (16; 58) der Garnitur- (15; 57) einklemmenden einander gegenüberliegenden Flächen (12; 56) der Kehle (11; 55) mit Rillen oder Riefen versehen sind.

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