DE3106730C2 - Doppelsitzventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Doppelsitzventil mit einer Kammer, die in einer Seite eine freie Öffnung und in zwei daran angrenzenden, einander gegenüberliegenden Wänden zwei zueinander koaxial angeordnete Ventilsitze aufweist, mit denen zwei an einem gemeinsamen Stößel befestigte, tellerartig ausgebildete Verschlußstüc'i-e zusammenwirken.

Solche Doppelsitzventile sind aus der DE-PS 1 90 681, der FR-PS G 65 610 und auch der US-PS 35 21666 bekannt Der Vorteil solcher Doppelsitzventile liegt darin, daß die miteinander bewerten Ventilteller von beiden Seiten dem Druck des abgesperrten Mediums ausgesetzt sind, so daß bei geschlossenem Ventil weitgehend eine Druckentlastung stattfindet Weiterhin gestattet diese Ausbildung des Ventils eine im wesentlichen koaxiale Anordnung von Einlaß und Auslaß bei verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitten, da zwei voneinander getrennte Ventilsitze zum Durchtritt des Mediums zur Verfügung stehen. Trotz der relativ großen Strömungsquerschnitte haben jedoch auch diese Ventile noch einen verhältnismäßig großen Strömungswiderstand, weil sich die Achsen der Ventilsitze im wesentlichen senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung eines das Ventil durchströmenden Mediums befinden, so daß eine starke Umlenkung des Mediumstromes stattfindet. Dabei findet eine Teilung des Mediumstromes statt, die im Bereich der die Kammer an der der freien Öffnung gegenüberliegenden Seite begrenzenden Wand zu einer erheblichen Wirbelbildung Anlaß geben kann. Bei dem Ventil nach der FR-PS 6 65 610 sind die Ventilsitze sogar an den Enden von rohrförmigen Abschnitten angeordnet, die eine sehr ausgeprägte Umlenkung des Mediumstromes bewirken, und es sind die Ventilteller mit in die Rohrabichnitte eingreifenden Schürzen versehen, deren den Ventiltellern abgewandte Enden in einer zur Achse der Ventilsitze schrägen Ebene enden, so daß beim öffnen des Ventils nicht auf dem gesamten Umfang des Ventiltellers ein Spalt zwischen Ventilteller und Ventilsitz entsteht, sondern nur ein keilförmiger Spalt, der sich bei zunehmender Entfernung des Ventilteilers vom Ventilsitz vergrößert. Auf diese Weise soll ein allmähliches öffnen und Schließen des Ventils ermög

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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Doppelsitzventil der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß es bei geöffnetem Zustand einen geringeren Strömungswiderstand hat als die bisher bekannten Doppelsitzventil

Diese Aufgabe wird nach de« Erfindung dadurch gelöst, daß die Ventilsitze in bezug auf ihre gemeinsame Achse dsrart gegeneinander geneigt angeordnet oder gestuft ausgebildet sind, daß der Abstand zwischen ihren der freien Öffnung der Kammer abgewandten Abschnitten geringer ist als die lichte Weite der freien Öffnung, gemessen in der zu den die Ventilsitze enthaltenden Wänden senkrechten Richtung.

Bei dem erfindungsgemäßen Doppelsitzventil bildet die Projektion der Ventilsitze in Richtung der Achse der freien Öffnung der Kammer, also in Richtung eines in diese Kammer ein oder aus dieser Kammer ausströmenden Mediums, eine Fläche endlicher Größe, so daß bei geöffnetem Ventil das Medium die Kammer und die Ventilsitze nahezu geradlinig durchströmen kann. Der die Ventilsitze an der der freien Öffnung gegenüberliegenden Seite trennende Wandabschnitt braucht nur eine geringe Höhe zu haben, so daß er den Mediumstrom nur wenig stört Daher wird bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Ventils die bei solchen Ventilen bisher vorhandene starke Umlenkung des Mediumstroivis weitgehend vermieden. Dementsprechend wird auch der durch solche Umlenkungen bedingte Strömungswiderstand bei dem erfindungsgemäßen Doppelsitzventil bedeutend herabgesetzt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsforrr. der Erfindung liegen die Dichtflächen der beiden Verschlußstükke auf einer gemeinsamen Kegelmantelfläche. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Ventilsitze ebenso wie die beiden Ventilteller jeweils in einer gemeinsamen Einspannung rotierend bearbeitet werden können. Es lassen sich dadurch hohe Genauigkeiten und hohe Oberflächengüten preiswert verwirklichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigt in vereinfachter Darstellung unter Weglassung für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlicher Einzelheiten

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Doppelsitzventil nach der Erfindung in geschlossener Stellung,

Fig.2 einen Schnitt durch das Gehäuse des Doppelsitzventils nach F i g. 1 ohne Antriebssystem und ohne Ventilteller und

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Gehäuse nach F i g. 2 in Richtung des Pfeiles III.

Das in der Zeichnung dargestellte Doppelsitzventil umfaßt ein Ventilgehäuse 1 mit einer Zulauföffnung 2 und einer gegenüberliegender Ablauföffnung 3. Die Ablauföffnung 3 befindet sich am Ende einer Kammer, die einen einseitig offenen Strömungskanal 12 bildet und zwei an ihre freie öffnung angrenzende, einander gegenüberliegende Wände 9,10 aufweist, in denen sich je ein Ventilsitz 6 bzw. 7 befindet. Bei geschlossenem Ventil liegen zwei bewegbare Ventilteller 4 und 5 an je einem der Ventilsitze 6 bzw. 7 dicht an und trennen dadurch die Zulauföffnung 2 von der Ablauföffnung 3 ab. Die beiden Wände 9 und 10 sind an ihren Rändern durch einen Steg 8 miteinander verbunden, der die Seitenwand der einseitig offenen Kammer bildet. An die Außenseiten der Wände 9 und 10 grenzen zwei Strömungskanäle 13 bzw. 14 an, die auf der dem Strömungskanal 12 abgewandten Seite des Steges 8 in

die Zulauföffnung 2 übergehen. Die Ventilsitze 6 und 7 weisen jeweils eine Aniagefläche 15 b^w. 16 für die Ventilteller 4 bzw. 5 auf, die, wie in Fig.2 dargestellt, einen stufenförmigen Verlauf haben, so daß ihr Abstand an ihren der freien öffnung der Kammer oder des Strömungskanales 12 abgewandten Abschnitten geringer ist als die lichte Weite der freien öffnung, gemessen in der zu den die Ventilsitze enthaltenden Wände 9 und 10 senkrechten Richtung. Dabei befinden sich die Anlageflächen 15 und 16 auf der Oberfläche ebenso wie die zugeordneten Dichtflächen an den beiden Verschlußsrücken 4 und 5 auf einer gemeinsamen Kegeln,afueiiiache.

Die beiden Ventilteller 4 und 5 sind an einem Stößel 18 befestigt, der an einem Anker 19 eines als Antrieb 11 dienenden Elektromagneten angebracht ist. Der als Antrieb 11 dienende Elektromagnet umfaßt eine Wicklung 21 und einen Anschluß'casten 20, ein die Wicklung 21 umgebendes Gehäuse 22 und eine in dem Gehäuse 22 befestigte und von der Wicklung 21 umgebene Hülse 23. Er ist mittels eines an dem einen Ende der Hülse 23 angebrachten Gewindes in ein Zwischenstück 24 eingeschraubt, das in eine Gehäuseöffnung 25 abgedichtet eingesetzt und darin befef sgt ist Das Zwischenstück 24 ist mit einer elastischen Führung 26 für den Stößel 18 versehen, der unter der Vorspannung einer den Anker 19 umgebenden Schraubendruckfeder 27 steht, die sich andererseits an einem Ringansatz der Hülse 23 abstützt Der Anker 19 ist an der dem Stößel 18 abgewandten Seite mit einem koaxialen Zapfen 28 versehen, der in eine Bohrung einer in die Hülse 23 abgedichtet eingedrehten Hohlschraube 29 ragt, die nach Abnehmen einer Abdeckkappe 30 zugänglich ist Durch Verdrehen der Hohlschraube 29 läßt sich ein Anschlag einstellen, der den Hub des Ankers 19 und damit der Ventilteller 4,5 begrenzt

Zum öffnen des Ventils wird der Elektromagnet erregt, worauf der Anker 19 mit den Ventiltellern 4, 5 entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 27 angezogen wird. Dadurch wird der Ventilteller 4 bis über die Wand 9 angehoben, während der Ventilteller 4 in den Bereich Jes Steges 8 gelangt so daß ein freier Durchflußquerschnitt entsteht der von den Strömungskanälen 33 und 14 an der Zulaufseite im wesentlichen geradlinig in den Strömungskanal 12 an der AbfluQseite übergeht. Dabei wird ein relativ großer Querschnitt freigegeben, weil sich der Ventilteller 5 im Strömungsschatten des Steges 8 befindet und die den Strömungs- kanal 12 bildende Kammer an ihrer der Ablauföffnung 3 zugewandten, offenen Seite eine größere lichte Weite hat als die Höhe des Steges 8 an der Zulaufseite, so daß da» Medium von der Zulaufseite im wesentlichen geradlinig an dem Ventilteller 5 vorbei in den iCanal 12

ίο und die Ablauföffnung 3 gelangen kann. Dabei ist von Vorteil, daß auch die dem unteren Ventilteiler 5 zugewandte Stirnfläche des oberen Ventiltellers 4 eine glatte Wandung für den Strömungskanai bildet Während das durch den Strömungskanai 14 fließende Medium einen völlig hindernisfreien und, wie bereits erwähnt auch weitgehend unlenkungsfreien Strömungsweg vorfindet muß das durch den Strömungskanal 13 fließende Medium den die beiden Ventilteller 4 und 5 verbindenden Stößel 18 umströmen, der jedoch einen sehr kleinen Querschnitt aufweisen kann und dann ein entsprechend geringes Strömungshindernis bildet.

Die Ventilteller 4 und 5 bestehen vorzugsweise aus einem steif-elastischen Kunststoff, beispielsweise aus PVC, oder sind an ihren Dichtflächen mit einer gummielastischen Beschichtung versehen.

Dasselbe Ventilgehäuse 1 und dieselben Ventilteller 4 und 5 lassen sich auch bei einem Regler verwenden. Es ist dann üie öffnung 25 durch einen Deckel dicht abgeschlossen. Statt dessen ist in das Ventilgehäuse auf der gegenüberliegenden Seite eine zu den Ventiltellern 4 und 5 koaxiale Bohrung vorhanden, durch die hindurch ein die beiden Ventilteller 4 und 5 tragender Stößel hindurchgeführt und mittels einer Manschette abgedichtet ist Die Betätigung kann dann in üblicher Weise mittels einer Membran erfolgen, welcher der ablaufseitige Druck über eine Bohrung zugeführt wird, die sich in einem an die Wand 10 angrenzenden Gehäusebereich befindet.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform eines solchen Ventils können die Ventilteller 5 und 6 beweglich, beispielsweise teleskopisch an dem Stößel 8 befestigt sein, um auch größere Anstelltoleranzen zulassen zu können, ohne daß die Dichtigkeit des Ventils in der Schließlage beeinträchtigt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Doppelsitzventil mit einer Kammer, C\s in einer Seite eine freie Öffnung und in zwei daran angrenzenden, einander gegenüberliegenden Wänden zwei zueinander koaxial angeordnete Ventilsitze aufweist, mit denen zwei an einem gemeinsamen Stößel befestigte, tellerartig ausgebildete Verschlußstücke zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (6, 7) in bezug auf ihre gemeinsame Achse derart gegeneinander geneigt angeordnet oder gestuft ausgebildet sind, daß der Abstand zwischen ihren der freien Öffnung der Kammer abgewandten Abschnitten geringer ist als die lichte Weite der freien Öffnung, gemessen in der zu den die Ventilsitze enthaltenden Wänden (9, 10) senkrechten Richtung.

2. Doppelsitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen der beiden Verschlußstücke (4 und 5) auf einer gemeinsamen Kegelmw .lelfläche liegen.