DE3045215C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappenventil, d. h. ein Absperrorgan
für ein Strömungsmittel mit einem drehbaren,
klappenförmigen Verschlußteil. Bei einem solchen Klappenventil kann
die Verschlußklappe zwischen einer offenen Stellung, in der
die Verschlußklappe im wesentlichen parallel zur Achse des
durch die Klappe führenden Strömungsweges für das Strömungsmittel
liegt, und einer geschlossenen Stellung gedreht werden,
in der die Verschlußklappe senkrecht zur Strömungsachse
liegt. In ihrer geschlossenen Stellung wirkt die Verschlußklappe
mit einem ringförmigen, den Strömungsweg umgrenzenden,
flexiblen Sitz zusammen, um die Strömung entlang dem Strömungsweg
zu sperren. Der ringförmige, flexible Sitz ist in
seiner Einbaulage in einer Aufnahmenut zwischen komplementär
ausgebildeten Flächen eines Abschnittes des Klappengehäuses
und einem Einsatz eingeklemmt, der den Sitz sichert. Der Ein
satz kann am Klappengehäuse angeschraubt sein; üblicherweise
wird der Einsatz jedoch in seiner Einbaulage dadurch gesichert
und gehalten, daß die Klappe zwischen Rohrflanschen
festgeschraubt wird, die an den Rohrleitungen angeformt
sind, die das Strömungsmittel zur Klappe leiten und von dieser
abführen.
Aus der US-PS 36 50 508 ist ein Klappenventil bekannt, bei dem der Andruck des Sitzes
gegen die Verschlußklappe und die radiale Abstützung des
Sitzes im wesentlichen durch Federn bewirkt wird.
Die DE 26 05 189 C2 zeigt eine Sitzausbildung eines Klappenventils, bei der
die axiale Stützung des Sitzes in der zwischen Einsatz
und Klappengehäuse ausgebildeten Ausnehmung durch ein Federelement
36 bewirkt wird. Bei den in dieser Druckschrift
gezeigten Ausführungsformen ist
die Dichtfläche des Sitzes jeweils nicht parallel
zu der ihr gegenüberliegenden Dichtfläche der Verschlußklappe
ausgebildet. Demgemäß stehen bei diesem
Klappenventil immer nur einzelne Vorsprungabschnitte der
Dichtfläche radial einwärts über die Außenkante der Verschlußklappe
vor, wodurch sich örtlich erhöhter Verschleiß
ergibt. Dabei sind im Falle
einsatzseitiger Druckbeaufschlagung diejenigen Druckkräfte,
die den Sitz radial auswärts beaufschlagen, größer als
die den Sitz radial einwärts beaufschlagenden Druckkräfte.
Aus der DE 28 08 280 A1 ist ein
Klappenventil bekannt, bei dem keine Anlage zwischen
irgendeiner radialen Außenfläche des Stützsegments des
Sitzes und dem Gehäuse vorgesehen ist. Bei einer einsatzseitigen
Druckbeaufschlagung des Sitzes überwiegen die den Sitz
insgesamt radial auswärts drückenden Kräfte die den Sitz
radial einwärts drückenden Kräfte. Die Anlage zwischen
der Dichtfläche des Sitzes und der Verschlußklappe wird
allein dadurch bewirkt,
daß die den Sitz radial auswärts drückenden Kräfte
eine Verformung des Sitzes bewirken, deren Auswirkungen
auf die Position der Dichtungsfläche des Sitzes durch die
unmittelbar auf den diese Dichtungsfläche ausbildenden
Abschnitt des Sitzes radial einwärts wirkenden Kräfte mehr
als ausgeglichen werden.
Die US-PS 41 92 484 zeigt ein Klappenventil mit einem Sitz, der
in anmeldungsgemäßer Weise in Flansch-, Stütz- und Dichtzone
aufgeteilt ist. Die dort gezeigte Stützzone des Sitzes
hat keine radiale Außenfläche, die am Gehäuse anliegt.
Die Radialstützung des Sitzes wird im wesentlichen durch
ein Feder- und Abdichtungselement 102 bewirkt, das zwischen
der Dichtzone des Sitzes und dem Einsatz angeordnet ist.
Hinsichtlich einer radialen Überlagerung des Sitzes und
der Verschlußklappe ist der US-PS 41 92 484 nichts entnehmbar.
Bei einsatzseitiger Druckbeaufschlagung sind die radial
auswärts wirkenden Kräfte auf die Dichtzone des Sitzes
größer als die radial einwärts wirkenden Kräfte, da ein
Vordringen des Druckes an dem Stütz- und Dichtungselement
102 aufgehalten wird.
Die US-PS 37 34 457 zeigt ein Klappenventil mit einem Sitz,
der ebenfalls, wie im Zusammenhang mit den obengenannten
Druckschriften erläutert, in seiner Stütz- oder Dichtzone
keine radiale Außenfläche aufweist, die am Gehäuse oder
am Einsatz abgestützt ist. Dort ist die einzige, den
Sitz radial auswärts abstützende Anlagefläche zwischen
Sitz und Gehäuse radial außerhalb des Flansch- bzw. Klemmabschnitts
vorgesehen. Die radiale Abstützung des Sitzes
wird im wesentlichen durch ein Federelement erreicht.
Die US-PS 40 44 994 zeigt ein Klappenventil mit einem
Sitz mit hakenförmigem Querschnitt, wobei der Stütz- und
Dichtabschnitt dieses Sitzes etwa einen Dreiviertelkreis
bilden, der mit einem Teil seines Umfangs gegen die Verschlußklappe
anliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Klappenventil zu schaffen, bei
dem durch den an der geschlossenen Ventilklappe anliegenden
Innendruck die Dichtwirkung erhöht wird und dessen Dichtwirkung
unabhängig davon ist, auf welcher Seite der Ventilklappe
der höhere Druck anliegt.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Anmeldungsgegenstand
das Merkmal aufweist, daß die Stirnfläche
des Vorsprungs des Einsatzes bereits
im geöffneten Zustand der Klappe an der einsatzseitigen
radialen Oberfläche des Stützsegmentes
des Sitzes anliegt, wodurch in Schließstellung
bei durch zapfenseitiger Druckbelastung hervorgerufener
Verlagerung der Verschlußklappe das Dichtsegment, da
es nicht axial in Richtung Einsatzseite ausweichen kann,
durch die Klappe in radialer Richtung gedehnt wird und so
eine zusätzliche druckabhängige Dichtkraft zwischen den
Dichtflächen des Sitzes und der Verschlußklappe auftritt.
Die Erfindung
wird durch
die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt,
einer Klappe gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Bereiches,
in dem der ringförmige Sitz und
die Dichtfläche der Verschlußklappe des
Klappenventils zusammenwirken; und
Fig. 3 eine Fig. 2 ähnliche, vergrößerte Schnittdarstellung
des Bereiches des Zusammenwirkens
von Sitz und Verschlußklappe, wobei
zusätzlich ein wahlweise vorsehbares Stützelement
gezeigt ist.
In Fig. 1 ist ein Klappenventil 10 dargestellt, zu dem ein pneumatischer
Stellantrieb 11a gehört, dessen Einzelheiten für
die Erfindung nicht wichtig sind. Das Klappenventil 10 umfaßt ein
Klappengehäuse 11, das einen Strömungsweg 12 mit kreisförmigem
Querschnitt begrenzt, eine Verschlußklappe 13, die an
einem Drehzapfen 14 befestigt ist und gedreht werden kann,
einen ringförmigen Sitz 15 sowie einen Einsatz 16,
der den Sitz in seiner Einbaulage sichert.
Der Strömungsweg 12 hat eine gedachte Strömungsachse 13a.
Der Drehzapfen 14 verläuft senkrecht zur Strömungsachse 13a
und ist im Klappengehäuse 11 mit Hilfe eines unteren Lagers
17 sowie eines oberen Lagers 18 drehbar gelagert, wobei keines
dieser Lager ausführlich dargestellt ist. In das untere
Ende der Drehzapfenbohrung ist ein Stopfen 19 eingesetzt,
der das Austreten von Strömungsmittel aus der Klappe verhindert.
Eine ebenfalls nicht ausführlich dargestellte Stopfbüchse
19a ermöglicht, daß der Drehzapfen 14 am oberen Ende
des Klappengehäuses 11 austritt, ohne daß Strömungsmittel
austreten kann und ohne daß der Strömungsmitteldruck ver
lorengeht.
Am Umfang der Verschlußklappe 13 ist eine umlaufende Dichtfläche
20 ausgebildet, die bezüglich der Strömungsachse 13a
geneigt ist bzw. schräg verläuft.
Fig. 2 zeigt vergrößert den Bereich des Zusammenwirkens
zwischen dem Klappengehäuse 11, dem Einsatz 16, dem Sitz 15
und der Verschlußklappe 13.
Im Klappengehäuse 11 ist eine Aufnahmenut 30 für den Sitz
ausgebildet, die eine Bodenfläche 31 und eine Seitenfläche
32 aufweist.
Der Einsatz 16 soll den Sitz 15 im Klappengehäuse 11 in sei
ner Einbaulage halten und weist eine ebene, komplementär
ausgebildete Fläche 34 auf, die an einer ebenen Gehäusefläche
33 anliegt, wenn die Klappe zusammengebaut ist. Der Einsatz
16 hat - bei Betrachtung im Querschnitt - drei speziell
ausgebildete Zonen. Die radial äußerste Zone wird von einer
Klemmnut 35 gebildet, die eine Bodenfläche 36
aufweist, die im wesentlichen parallel zur ebenen Gehäusefläche
33 verläuft, wenn der Einsatz eingebaut ist. Die mittlere
Zone wird von einem Vorsprung 37 gebildet, der sich in
Richtung zur Bodenfläche 31 der Aufnahmenut 30 im Klappengehäuse
11 erstreckt, wenn der Einsatz eingebaut ist. Die radial
innerste Zone wird von einer weiteren Ausnehmung bzw.
Nut 38 gebildet, die tiefer als die Nut 35 ist.
Der ringförmige Sitz 15 ist - bei Betrachtung im Querschnitt -
im wesentlichen U-förmig und als ein Teil
aus polymerem Material hergestellt. Im Querschnitt des Klappenventils
sind die Zonen A, B und C zu erkennen, von denen jede eine spezielle
Aufgabe hat. In der radial äußeren Flanschzone, die in Fig. 2 mit A
bezeichnet ist, ist ein Flansch 40 des Sitzes 15 zwischen der Gehäusefläche
33 und der Bodenfläche 36 am Einsatz 16 eingeklemmt,
wenn die Klappe zusammengebaut ist. Der Flansch 40 hält
den Sitz 15 in seiner Einbaulage und bildet ferner eine Dichtung
aufgrund einer in Fig. 2 mit I bezeichneten Preßpassung
zwischen den genannten Flächen des Einsatzes und des
Klappengehäuses. Diese Dichtung verhindert eine Leckage
außen herum um den Sitz. Die Abmessungen des Flansches 40
werden aus den folgenden Gründen verhältnismäßig klein gehalten.
Herkömmliche Klappen mit großen Sitzflanschen erfordern
beim Einbau zwischen der zuströmseitigen Rohrleitung
und der abströmseitigen Rohrleitung, daß sich die Verschlußklappe
in vollständig geschlossener Stellung befindet.
Der Grund dafür liegt darin, daß dann, wenn die Klappe zwischen den
Rohrleitungsflanschen festgezogen wird, die
Kräfte auf den Sitzflansch dazu führen können, daß der ge
samte ringförmige Sitz dauerhaft verformt wird, und daß diese
Verformung bei geschlossener Verschlußklappe auftreten
muß, damit sichergestellt ist, daß die Formen des ringförmigen
Sitzes und des Dichtrandes der Verschlußklappe noch
ausreichend zueinander passen. Da bei der erfindungsgemäßen
Klappe der Flansch 40 des Sitzes 15 klein gehalten ist, verformt
sich der Sitz während des Einbaus nicht dauerhaft, weswegen
die Verschlußklappe jede beliebige Stellung haben kann.
Ein Grund dafür, daß sich der Sitz nicht dauerhaft verformt,
besteht darin, daß die Dichtwirkung am Flansch 40 nicht davon
abhängt, den Flansch kräftig zwischen dem Klappengehäuse
und dem Einsatz einzuquetschen, sondern daß der Flansch
schon bei jeder beliebigen Spannkraft dichtet, die ausreicht,
um eine Leckage an den Dichtungsringen vorbei zu verhindern,
die sich zwischen den Flanschen der Rohrleitungen und dem
Klappengehäuse befinden.
Radial innen schließt sich an die Zone A eine Stützzone B
mit einem Stützsegment des Sitzes 15 an, das den Flansch 40 mit einem Dichtsegment des Sitzes 15 in der noch zu beschreibenden Dichtzone
C verbindet. Das Stützsegment bildet einen Schenkel
und einen Abschnitt des Quersteges bzw. der Basis des U-förmigen
Profils des Sitzes 15 im Bereich der Stützzone B und hat in Relation zu dem Abstand
zwischen einer Fläche 41 des Einsatzes 16 und der
dieser Fläche zugewandten Bodenfläche 31 des Klappengehäuses
11 eine solche Dicke, daß eine begrenzte Bewegung in Axialrichtung
möglich ist, wobei das Stützsegment in Berührung
mit der Fläche 41 steht, so daß der Vorsprung 37 als Abstützung
bzw. Schwenklager für den Sitz dient, wenn er von
der Zapfenseite her unter Druck gesetzt wird. Diese Bewegung
kann kleinere Verformungen der Verschlußklappe 13 aufnehmen,
wenn die Klappe unter Druck gesetzt wird. Das Stützsegment
in der Zone B sorgt auch für radiale Abstützung des
Sitzes, da es in Berührung mit der Seitenfläche 32 des Klappengehäuses
11 steht. Die inhärente Elastizität des Sitzmaterials
sorgt somit für Dichtwirkung bei niedrigen Drücken,
wenn die druckbedingte Verstärkung der Dichtwirkung des
Sitzes vernachlässigbar ist.
Die nächste radial innen folgende Zone ist die Dichtzone C,
die einen Abschnitt des Sitzes 15 aufnimmt, der vom radial inneren Schenkels des "U"
gebildet wird. Bei Betrachtung im Querschnitt ist die Dichtfläche
42 in der Dichtzone C grundsätzlich in gleicher Richtung geneigt
wie der Dichtrand 20. Insgesamt ist der Innendurchmesser
des ringförmigen Sitzes 15 im entspannten Zustand etwas
kleiner als der Durchmesser der Verschlußklappe 13. Dieses
Verhältnis der Abmessungen sorgt für eine Übermaß- bzw. Preßpassung,
die in Fig. 2 mit I′ bezeichnet ist, zwischen der
Dichtfläche 42 und dem Dichtrand 20, wenn die Klappe geschlossen
ist. Da der Sitz im Bereich der Stützzone B in Berührung
mit der Seitenfläche 32 des Klappengehäuses steht, wie bereits
erwähnt wurde, und da die Preßpassung I′ vorhanden ist,
unterstützen die dadurch hervorgerufenen inneren elastischen
Spannungen die Dichtwirkung auch bei niedrigen Leitungsdrücken.
Ein verhältnismäßig niedriges Stellmoment, d. h.
zum Verstellen der Klappe notwendiges Drehmoment, ist erreicht,
da der Sitz 15 im Bereich der Dichtzone in einen Raum 43
ausgelenkt werden kann, wenn die Verschlußklappe bewegt wird.
Der Raum 43 ist zwischen der Dichtzone C und dem Vorsprung
37 am Einsatz 16 ausgebildet.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die
Dichtwirkung in beiden Richtungen durch Druck unterstützt
bzw. erhöht wird. Es ist üblich, die beiden Seiten einer
Klappe als Einsatzseite (rechte Seite in den Fig. 1 bis 3)
und als Zapfenseite (linke Seite in den Fig. 1 bis 3) zu
bezeichnen, da sich der Drehzapfen und der Einsatz auf den
beiden voneinander abgewandten Seiten der Klappe befinden.
Wenn die Klappe geschlossen ist und unter Druck steht, wirkt
der Leitungsdruck des Strömungsmittels sowohl auf den Sitz
als auch auf die Verschlußklappe. Bei der erfindungsgemäßen
Klappe erhöht dieser Leitungsdruck die Dichtwirkung, und
zwar unabhängig davon, ob die Klappe auf der Zapfenseite
oder auf der Einsatzseite unter Druck gesetzt wird. Wenn der
Druck auf der Einsatzseite zunimmt, wird die Verschlußklappe
etwas in Richtung stromab ausgelenkt, und zwar aufgrund einer
gewissen schwachen Biegung des Drehzapfens 14, der Spielräume
zwischen dem Drehzapfen 14 und seinen Lagern 17 und
18 sowie der Zusammenpressung der Lager 17 und 18 durch den
Drehzapfen 14. Die Geometrie des Sitzes 15 ist derart, daß
unterschiedlich große, dem Druck ausgesetzte Flächen zu einer
Dichtspannung führen, die proportional zur Druckdifferenz
zunimmt. Dies wird im folgenden ausführlicher erläutert.
Wenn auf die gesamte Einsatzseite des Sitzes 15 Druck einwirkt,
ist die druckbeaufschlagte, radial außen liegende
Fläche 44 in der Dichtzone C größer als die druckbeaufschlagte,
radial innen liegende Fläche 48 in der Dichtzone C, so daß der
Sitz sowohl stromab als auch in Richtung zum Dichtrand 20
ausgelenkt bzw. verformt wird, wobei diese Auslenkung stärker
als die oben erwähnte Auslenkung der Verschlußklappe ist.
Diese Sitzauslenkung verstärkt die Dichtwirkung der Klappe.
Wenn zunehmend stärkerer Druck auf die Zapfenseite der
Klappe wirkt, tritt im linken Schenkel
ein zweifaches Spannungs- und Verformungsphänomen auf. Die
Verschlußklappe wird in Axialrichtung (in diesem Falle nach
rechts in den Fig. 1 bis 3) ausgelenkt, was aufgrund der
Keilwirkung am Sitz zwischen dem Dichtrand 20 und der Seitenfläche
32 der Aufnahmenut 30 die elastischen inneren
Spannungen im Sitz erhöht. Zusätzlich biegt sich die rechte
senkrechte Oberfläche (die innere Oberfläche
des "U"), die in Berührung mit der Fläche 41 des Vorsprungs
37 steht, um diesen Vorsprung, was im wesentlichen
zu Druckspannungen an der Innenfläche und zu Zugspannungen
an der Außenfläche führt. Diese Spannungen nehmen proportional
zur Verschlußklappenauslenkung zu. Außerdem wirkt Druck
zwischen der Seitenfläche 32 und einer Fläche 45 am Sitz 15.
Da diese Fläche 45 größer als eine druckbeaufschlagte Fläche
49 der Dichtzone C ist, führt diese Druckbeaufschlagung dazu,
daß die Dichtzone stromauf und radial nach innen zum
Dichtrand 20 um die Fläche 41 des Vorsprunges 37 gedrückt
wird. Dieser Effekt verstärkt die Dichtwirkung der Klappe.
Die erfindungsgemäße Klappe widersteht Druckumkehrungen bis
einschließlich zum vollen Nenndruck ohne Beschädigung und
hält in beiden Richtungen vollständig dicht.
Bei der in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsform der
Erfindung ist zwischen der Fläche 44 des Sitzes 15 in der Dichtzone C und
dem Vorsprung 37 des Einsatzes 16 zusätzlich ein Stützelement
46 eingesetzt. Das Stützelement 46 kann aus Metall oder
einem Polymer gefertigt sein und beispielsweise als O-Ring
ausgebildet sein. Normalerweise wirkt sich das Stützelement
46 nur in Anwendungsfällen mit Hochdruck aus. Auf Grund der
Übermaß- bzw. Preßpassung zwischen dem Stützelement 46 und
dem Sitz, die in Fig. 3 mit I′′ bezeichnet ist, ist die
Dichtspannung des Sitzes 15 am Dichtrand 20 erhöht.
In der Zone C ist eine als Vorsprung D bezeichnete Verlängerung
des radial inneren Schenkels
des "U" des Sitzes 15 angeordnet.
Der Vorsprung D erstreckt sich in die am Einsatz ausgebildete, radial innere Nut 48 und dient
als Anschlagmittel, das eine übermäßige Auslenkung des
Sitzes von der Einsatzseite in Richtung zur Zapfenseite verhindern
soll. Bei einigen herkömmlichen Klappen führt die
Druckdifferenz an der teilweise geschlossenen Klappe zu einer
Auslenkung des Sitzes stromab und radial nach innen.
Wenn dann die Klappe vollständig geschlossen wird, kann die
Verschlußklappe den ausgelenkten bzw. verformten Sitz einklemmen
und sogar falten und dadurch beschädigen. Bei der
erfindungsgemäßen Klappe ist dieser Beschädigungsgefahr vorgebeugt,
da der Vorsprung D eine Fläche 47 aufweist, die in Anlage
an einer Fläche 39 der Nut 38 kommen würde.
Zusätzlich zu den vorstehend angegebenen Vorteilen ist festgestellt
worden, daß die erfindungsgemäße Klappe ohne Schäden
Temperaturzyklen in einem Bereich zwischen einem unteren
Grenzwert von -45°C bis -73°C und einem oberen Grenzwert von
150°C bis 260°C aushält. Ferner ist die Klappe erfolgreich
bis zu einem Druck von 102 bar (1480 psi) getestet worden,
bei dem es sich um den maximalen Nenndruck für Klappen gemäß
ANSI Class 600 handelt. Als Material für den Sitz eignet
sich ein Polymer wie beispielsweise Nylon oder ein modifiziertes
oder unmodifiziertes Tetrafluorethylen.
Claims (2)
1. Klappenventil mit
einem Klappengehäuse (11), in dem eine Aufnahmenut (30) ausgebildet
ist,
einem ringförmigen, flexiblen Sitz (15) mit U-Querschnitt, der in der Aufnahmenut (30) des Klappengehäuses (11) angeordnet ist und einen durch das Klappengehäuse (11) führenden Strömungsweg (12) umgrenzt,
einem Einsatz (16), der einsatzseitig des Sitzes (15) so angeordnet ist, daß er den Sitz (15) in dessen Einbaulage mit dem Klappengehäuse (11) einklemmt,
einer Verschlußklappe (13), die im Klappengehäuse (11) zapfenseitig des Sitzes (15) auf einem Drehzapfen (14) um eine zur Strömungsachse (13a) etwa rechtwinklige Achse drehbar sitzt und an ihrem Außenrand eine umlaufende Dichtfläche (20) aufweist, die dazu dient, bei geschlossener Verschlußklappe (13) gemeinsam mit dem Sitz (15) den Fluidstrom durch den Strömungsweg (12) zu blockieren.
wobei das Klappengehäuse (11), der Einsatz (16) und die Verschlußklappe (13) gemeinsam eine radial äußere Flanschzone (A), eine radial mittlere Stützzone (B) und eine radial innere Dichtzone (C) ausbilden,
die Aufnahmenut (30) eine Bodenfläche (31) und eine Seitenfläche (32) aufweist,
der Einsatz (16) eine Bodenfläche (36), die in der Flanschzone (A) zur Ausbildung einer Klemmnut (35) zum Klappengehäuse (11) einen Abstand aufweist, einen axialen Vorsprung (37), dessen freie Stirnfläche (41) in der Stützzone (B) in Richtung auf die Bodenfläche (31) des Klappengehäuses (11) vorsteht, und eine Nut (38) aufweist, die in der Dichtzone (C) angeordnet ist und in Axialrichtung tiefer als die Klemmnut (35) ist,
der Sitz (15) einen Flansch (40), der in der Flanschzone (A) angeordnet und in Axialrichtung ausgedehnter als die Klemmnut (35) ist, so daß er zwischen dem Klappengehäuse (11) und dem Einsatz (16) festgehalten und zusammengedrückt ist, ein Stützsegment, das in der Stützzone (B) angeordnet ist, einen Schenkel und die Basis des U-Querschnitts ausbildet, sich zwischen der Bodenfläche (31) des Klappengehäuses (11) und dem axialen Vorsprung (37) des Einsatzes (16) erstreckt, und eine Axialerstreckung aufweist, die kleiner als der Abstand zwischen der Bodenfläche (31) des Klappengehäuses (11) und dem axialen Vorsprung (37) des Einsatzes (16) ist, wodurch eine begrenzte Axialbewegung des Stützsegments möglich ist, ein Dichtsegment, das in der Dichtzone (C) angeordnet ist, einen Abschnitt des radial inneren Schenkels des U-Querschnitts ausbildet und eine mit der umlaufenden Dichtfläche (20) der Verschlußklappe (13) in Anlage bringbare Dichtfläche (42) und eine radiale Außenfläche (44) sowie eine radiale Innenfläche (48), die kleiner als die radiale Außenfläche (44) ist, aufweist, so daß bei einsatzseitiger Druckbeaufschlagung des Klappenventils der Sitz (15) radial einwärts und in Richtung auf den Drehzapfen (14) verformt wird und weiterhin ein Vorsprungteil aufweist, das in der Dichtzone (C) angeordnet ist und einen sich in die axiale Nut (38) des Einsatzes (16) erstreckenden Vorsprung (D) des radial inne ren Schenkels des U-Querschnitts bildet, dessen radiale Innenfläche (47) zu einer radialen Innenfläche (39) der axialen Nut (38) des Einsatzes (16) einen Abstand aufweist, mit dieser jedoch in Anlage bringbar ist, um so als Anschlag eine übermäßige Radialverformung des Sitzes (15) zu verhindern, wobei bei zapfenseitiger Druckbeaufschlagung des Klappenventils die beaufschlagte radiale Außenfläche (45) größer als eine beaufschlagte radiale Innenfläche (49) des Stützsegments ist, so daß der Sitz (15) radial einwärts und in Richtung auf den Einsatz (16) verformt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die radiale Außenfläche (45) des Stützsegments gegen die Seitenfläche (32) der Aufnahmenut (30) des Klappengehäuses (11) anliegt, so daß das Stützsegment des Sitzes (15) in Radialrichtung gestützt ist, daß die Dichtfläche (42) entsprechend der Neigung der umlaufenden Dichtfläche (20) der Verschlußklappe (13) geneigt ist, daß die Dichtfläche (42) des Sitzes (15) im entspannten Zustand einen insgesamt kleineren Durchmesser aufweist als die Dichtfläche (20) der Verschlußklappe (13), an der sie im Schließzustand anliegt, und daß die Stirnfläche (41) des Vorsprungs (37) des Einsatzes (16) bereits im geöffneten Zustand der Verschlußklappe (13) an der gesamten einsatzseitigen radialen Oberfläche des Stützsegmentes des Sitzes (15) anliegt, wodurch in Schließstellung bei durch zapfenseitiger Druckbelastung hervorgerufener Verlagerung der Verschlußklappe (13) das Dichtsegment des Sitzes (15) in radialer Richtung gedehnt wird und so eine zusätzliche druckabhängige Dichtkraft zwischen den Dichtflächen (42, 20) des Sitzes (15) und der Verschlußklappe (13) auftritt.
einem ringförmigen, flexiblen Sitz (15) mit U-Querschnitt, der in der Aufnahmenut (30) des Klappengehäuses (11) angeordnet ist und einen durch das Klappengehäuse (11) führenden Strömungsweg (12) umgrenzt,
einem Einsatz (16), der einsatzseitig des Sitzes (15) so angeordnet ist, daß er den Sitz (15) in dessen Einbaulage mit dem Klappengehäuse (11) einklemmt,
einer Verschlußklappe (13), die im Klappengehäuse (11) zapfenseitig des Sitzes (15) auf einem Drehzapfen (14) um eine zur Strömungsachse (13a) etwa rechtwinklige Achse drehbar sitzt und an ihrem Außenrand eine umlaufende Dichtfläche (20) aufweist, die dazu dient, bei geschlossener Verschlußklappe (13) gemeinsam mit dem Sitz (15) den Fluidstrom durch den Strömungsweg (12) zu blockieren.
wobei das Klappengehäuse (11), der Einsatz (16) und die Verschlußklappe (13) gemeinsam eine radial äußere Flanschzone (A), eine radial mittlere Stützzone (B) und eine radial innere Dichtzone (C) ausbilden,
die Aufnahmenut (30) eine Bodenfläche (31) und eine Seitenfläche (32) aufweist,
der Einsatz (16) eine Bodenfläche (36), die in der Flanschzone (A) zur Ausbildung einer Klemmnut (35) zum Klappengehäuse (11) einen Abstand aufweist, einen axialen Vorsprung (37), dessen freie Stirnfläche (41) in der Stützzone (B) in Richtung auf die Bodenfläche (31) des Klappengehäuses (11) vorsteht, und eine Nut (38) aufweist, die in der Dichtzone (C) angeordnet ist und in Axialrichtung tiefer als die Klemmnut (35) ist,
der Sitz (15) einen Flansch (40), der in der Flanschzone (A) angeordnet und in Axialrichtung ausgedehnter als die Klemmnut (35) ist, so daß er zwischen dem Klappengehäuse (11) und dem Einsatz (16) festgehalten und zusammengedrückt ist, ein Stützsegment, das in der Stützzone (B) angeordnet ist, einen Schenkel und die Basis des U-Querschnitts ausbildet, sich zwischen der Bodenfläche (31) des Klappengehäuses (11) und dem axialen Vorsprung (37) des Einsatzes (16) erstreckt, und eine Axialerstreckung aufweist, die kleiner als der Abstand zwischen der Bodenfläche (31) des Klappengehäuses (11) und dem axialen Vorsprung (37) des Einsatzes (16) ist, wodurch eine begrenzte Axialbewegung des Stützsegments möglich ist, ein Dichtsegment, das in der Dichtzone (C) angeordnet ist, einen Abschnitt des radial inneren Schenkels des U-Querschnitts ausbildet und eine mit der umlaufenden Dichtfläche (20) der Verschlußklappe (13) in Anlage bringbare Dichtfläche (42) und eine radiale Außenfläche (44) sowie eine radiale Innenfläche (48), die kleiner als die radiale Außenfläche (44) ist, aufweist, so daß bei einsatzseitiger Druckbeaufschlagung des Klappenventils der Sitz (15) radial einwärts und in Richtung auf den Drehzapfen (14) verformt wird und weiterhin ein Vorsprungteil aufweist, das in der Dichtzone (C) angeordnet ist und einen sich in die axiale Nut (38) des Einsatzes (16) erstreckenden Vorsprung (D) des radial inne ren Schenkels des U-Querschnitts bildet, dessen radiale Innenfläche (47) zu einer radialen Innenfläche (39) der axialen Nut (38) des Einsatzes (16) einen Abstand aufweist, mit dieser jedoch in Anlage bringbar ist, um so als Anschlag eine übermäßige Radialverformung des Sitzes (15) zu verhindern, wobei bei zapfenseitiger Druckbeaufschlagung des Klappenventils die beaufschlagte radiale Außenfläche (45) größer als eine beaufschlagte radiale Innenfläche (49) des Stützsegments ist, so daß der Sitz (15) radial einwärts und in Richtung auf den Einsatz (16) verformt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die radiale Außenfläche (45) des Stützsegments gegen die Seitenfläche (32) der Aufnahmenut (30) des Klappengehäuses (11) anliegt, so daß das Stützsegment des Sitzes (15) in Radialrichtung gestützt ist, daß die Dichtfläche (42) entsprechend der Neigung der umlaufenden Dichtfläche (20) der Verschlußklappe (13) geneigt ist, daß die Dichtfläche (42) des Sitzes (15) im entspannten Zustand einen insgesamt kleineren Durchmesser aufweist als die Dichtfläche (20) der Verschlußklappe (13), an der sie im Schließzustand anliegt, und daß die Stirnfläche (41) des Vorsprungs (37) des Einsatzes (16) bereits im geöffneten Zustand der Verschlußklappe (13) an der gesamten einsatzseitigen radialen Oberfläche des Stützsegmentes des Sitzes (15) anliegt, wodurch in Schließstellung bei durch zapfenseitiger Druckbelastung hervorgerufener Verlagerung der Verschlußklappe (13) das Dichtsegment des Sitzes (15) in radialer Richtung gedehnt wird und so eine zusätzliche druckabhängige Dichtkraft zwischen den Dichtflächen (42, 20) des Sitzes (15) und der Verschlußklappe (13) auftritt.
2. Klappenventil nach Anspruch 1,
gekennzeichnet
durch ein Stützelement (46), das zwischen der radial inneren
Fläche des Vorsprungs (37) und der radialen Außenfläche
(44) der Dichtzone (C) mit Preßpassung (I′′) angeordnet
ist, um die Dichtspannung des Sitzes (15) an der
Verschlußklappe (13) bei Hochdruckbelastung zu erhöhen.
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