DE3505664C2 - - Google Patents
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- DE3505664C2 DE3505664C2 DE19853505664 DE3505664A DE3505664C2 DE 3505664 C2 DE3505664 C2 DE 3505664C2 DE 19853505664 DE19853505664 DE 19853505664 DE 3505664 A DE3505664 A DE 3505664A DE 3505664 C2 DE3505664 C2 DE 3505664C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
- F16K3/28—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with resilient valve members
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Absperrventil mit einem Ventilgehäuse
aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Absperrventil ist aus dem DE-GM 17 43 842 bekannt.
Absperrventile dieser Bauart weisen den Vorteil auf, daß sie
wegen ihrer Korrosionsfestigkeit auch für aggressive Medien
geeignet sind.
Ein gewisser Nachteil dieser Bauarten besteht darin, daß die
dem Konus desn Ventilelementes angepaßten Sitzflächen verhältnismäßig
genau bearbeitet sein müssen, wenn ein dichter Verschluß
gewährleistet sein soll. Nachteilig ist auch, daß das
konische Ventilelement zur vollständigen Öffnung des Ventils
sehr weit nach oben herausgezogen werden muß, was den Verstellweg
erhöht und bei voll geöffnetem Ventil den Nachteil bringt,
daß sich in dem gegenüber den durchströmten Rohrquerschnitten
erweiterten Ventilteil, in dem das Ventilelement nach oben
zurückgezogen wird, Totwasserzonen bilden, die zur Ablage unerwünschter
Rückstände und zum Verschmutzen des Ventils führen
können. Nachteilig ist auch, daß beim vollständigen Verschließen
des Ventils die in der unteren Erweiterung des Verstellraumes
befindliche Flüssigkeit schon vor dem Erreichen der
Endschließstellung des Ventilelementes eingesperrt wird und
daher der weiteren Ventilverstellung Widerstand entgegensetzt.
Bekannt ist es zwar auch (DE-GM 18 47 655), bei Absperrschieberventilen
einen zylindrischen Ventilschieber aus Gummi vorzusehen,
der in einer entsprechenden Führung des Kunststoffgehäuses
hin- und herbewegbar ist. Auch hier gelten jedoch dieselben
Nachteile beim vollständigen Öffnen des Ventils. Nachteilig
ist vor allem aber, daß dort wegen der zylindrischen
Führung eines zylindrischen Stopfens wegen der auftretenden
Reibung u. U. große Verstellkräfte aufzubringen sind. Wird die
Führung so ausgebildet, daß der Gummistopfen leicht gleiten
kann, dann kann bei großen Drücken ein Absperreffekt ausschließlich
durch die über die Verstellspindel bewirkte Anpreßkraft
auf den Stopfen bewirkt werden, der sich elastisch verformt.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein sicherer Abschluß,
auch wegen des Alterns von Gummi, mit solchen Bauarten für hohe
Drücke nicht sicher erreicht werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Absperrventil der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß auch bei sehr hohen Drücken ein sicherer Abschluß gewährleistet
und daß darüber hinaus ein Einschließen der Flüssigkeit
in der Absperrstellung vermieden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Absperrventil der
eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches
1 vorgesehen. Durch diese Maßnahme drückt sich der
aus einem etwas weicheren Material bestehende Ventilverschluß
mit seiner bauchigen Mantelfläche in der Schließstellung dicht
gegen die entsprechenden Sitze. Auch wenn sich das Kunststoffventilgehäuse,
bedingt durch Betriebsdrücke oder durch Temperaturen,
verformen sollte, können keine Undichtigkeiten auftreten,
weil die elastische Verformung zwischen Sitzflächen und Ventilelement
ausreicht, um solche Verformungen ausgleichen zu
können. Besonders vorteilhaft ist es, daß im unteren Ventilsitz
beim Verschließen des Ventils keine großen Flüssigkeitsvolumen
eingesperrt werden können, weil durch die konvexe Ausbildung
des Ventilelementes an seiner Unterseite bis kurz vor dem vollständigen
Eintauchen des Ventilkegels in den Sitz noch eine
Verbindung zwischen der strömenden Flüssigkeit und der im
unteren Ventilsitz befindlichen Flüssigkeit vorhanden ist. Der
Rest der noch eingeschlossenen Flüssigkeit kann in den Hohlraum
im Ventilelement ausweichen. Vorteilhaft ist auch, daß
diese konvexe Ausnehmung an der unteren Stirnseite des Ventilelementes
an die Krümmung der Strömungsleitungen angepaßt
werden kann, so daß bei geöffnetem Ventil bei wesentlich
kleinerem Öffnungshub schon der volle Rohrquerschnitt für die
Durchströmung zur Verfügung stehen kann. Totwassergebiete
werden außerdem vermieden.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das im folgenden erläutert wird. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform
eines Absperrventils gemäß der Erfindung
im voll geschlossenen Zustand,
Fig. 1a eine weitere Darstellung des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 1,
Fig. 2 einen dem Längsschnitt gemäß Fig. 1 entsprechenden
Längsschnitt bei voll geschlossenem Ventil,
Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch das Ventil gemäß Fig. 1
mit Einzelheiten zur Erläuterung der Form der
Arbeitsfläche des Ventilelementes,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Ventils gemäß Fig. 1,
teilweise im Schnitt, und
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Ventilelementes
des Ventils gemäß Fig. 1.
Im einzelnen zeigen Fig. 1-5 ein
Absperrventil mit einem Ventilkörper, der
vorzugsweise aus einem harten Kunststoffmaterial
hergestellt ist, wie z. B. PVC oder PVDF, und das
eine Einlaßöffnung 101 und eine Auslaßöffnung 102
aufweist. Dabei sind die inneren Innenwandflächen
101 a und 102 a der Einlaßöffnung 101 bzw. der
Auslaßöffnung 102 konisch nach innen
verjüngt, um einen optimalen Sitz der Rohrenden
zu gewährleisten, welche im Betrieb in die Öffnungen
101, 102 eingesetzt werden. Zwischen den
im Strömungspfad liegenden Öffnungen 101 und 102
ist eine Ventilkammer 103 ausgebildet, welche normalerweise
in Verbindung mit einer flachen Aussparung
103 a steht, die in den Boden 110 des
Ventilgehäuses 1 eingeschnitten ist. In der Mitte
des Bodens 110 ist außerdem eine Ablaßöffnung 104
vorgesehen, welche normalerweise durch eine Schraube
105 verschlossen ist.
Das Ventilgehäuse 1 umfaßt einen in der Zeichnung
vertikal angeordneten Gehäuseteil 106, der im wesentlichen
als Hohlzylinder ausgebildet ist und der Aufnahme
des Ventilschaftes sowie als Führungselement
dient, wie dies weiter unten noch näher beschrieben
wird.
Der Gehäuseteil 106 besitzt an seinem oberen Ende
einen Flansch 107 und ist mit einer zylindrischen
Bohrung bzw. Öffnung 109 versehen, an deren Innenwand
zwei einander diametral gegenüberliegende
Führungsnuten 109 a, 109 b vorgesehen sind.
Das obere Ende des Gehäuseteils 106 ist durch eine
Abdeckplatte 4 verschlossen, wobei ein O-Ring 9
für eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen
dem Flansch 107 und der Abdeckplatte 4 sorgt.
Im Inneren des Ventilgehäuses 1 ist ein in vertikaler
Richtung gleitverschiebliches, nicht drehbares
Ventilelement 2 angeordnet, welches
aus Hartplastik besteht und einen im wesentlichen
zylindrischen Hohlkörper bildet, welcher
sich konisch in einem Verhältnis von 1 : 30 bis
1 : 10 nach unten verjüngt. In Fig. 1 ist das Ventilelement
2 in seiner einen Endstellung - der
Schließstellung - gezeigt und in Fig. 2 in seiner
anderen Endstellung - der Offenstellung.
Die Härte des Kunststoffmaterials des Ventilelements
wird so gewählt, daß sie geringer ist als
diejenige des Ventilgehäuses. Für das Ventilelement
2 können also beispielsweise folgende Stoffe
verwendet werden: PP (Polypropylen), PE (Polyäthylen),
Nylon, PA (Polyacetal) und ABS. Es hat sich bei Versuchen
gezeigt, daß bei gleicher Härte der Materialien
des Ventilkörpers 1 und des Ventilelements 2 ein erheblicher
Verschleiß und eine unbefriedigende Dichtwirkung
eintreten kann. Daher wird für das Ventilelement
vorzugsweise ein Material geringerer Härte
gewählt. Als besonders vorteilhaft hat sich die
Kombination von PVC oder PVDF für das Ventilgehäuse
1 mit Polypropylen für das Ventilelement 2 erwiesen.
Die äußere Oberfläche des Ventilelementes 2 besteht
im wesentlichen aus einem konvex nach außen
gewölbten Hauptteil 2 g und zwei im wesentlichen
geraden Endbereichen 2 h und 2 i, welche Fortsetzungen
des Hauptteils bilden (Fig. 1a).
Unmittelbar unterhalb des oberen Endes des Ventilelements
2 sind zwei einander gegenüberliegende und
nach außen ragende Vorsprünge 2 a, 2 b ausgebildet,
welche in Gleitkontakt mit den Führungsnuten 109 a
bzw. 109 b stehen, so daß das Ventilelement 2
gleitverschieblich zwischen seiner oberen Endstellung
(Fig. 2) und seiner unteren Endstellung
(Fig. 1) hin- und herbeweglich ist und dabei gleichzeitig
gegen eine Drehung um seine Mittelachse gesichert
ist.
Weiterhin ist das Ventilelement 2 mit einer axialen
Bohrung 2 f versehen, welche ein oberes Teilstück 2 c
mit einem Innengewinde und ein unteres Teilstück 2 d
umfaßt, welches nicht mit einem Gewinde versehen ist.
Am Boden bzw. am unteren Ende des Ventilkörpers 2
ist ferner eine flache, konkav gewölbte Aussparung
2 e ausgebildet.
Eine Ventilspindel 3 besitzt einen oberen Endbereich,
an dem ein Handrad 6 befestigt ist. Angrenzend an den
Endbereich 3 a ist ein verbreiterter Flanschbereich
3 b vorgesehen, welcher zwischen der Abdeckplatte 4
und einem Sicherungsstück 5 drehbar festgelegt ist,
wobei das Sicherungsstück 5 mit der Abdeckplatte 4
verschraubt ist. Die Ventilspindel 3 umfaßt ferner
einen Lagerteil 3 c, der eine axiale Bohrung 4 a der
Abdeckplatte 4 durchgreift und O-Ring 7 trägt, die
unter Druck an der Wand der axialen Bohrung 4 a
anliegen und für eine wirksame Abdichtung sorgen.
Das untere Ende der Ventilspindel 3 wird durch
einen Gewindeteil 3 d mit Außengewinde gebildet,
welches mit dem Innengewinde des Teilstücks 2 c
des Ventilelements 2 zusammenwirkt. Man sieht, daß
durch Drehen der Ventilspindel 3 in der einen oder
anderen Richtung mit Hilfe des Handrads 6 das Ventilelement
2 nach oben oder nach unten bewegbar ist,
ohne sich zu drehen.
Auf das obere Ende der Ventilspindel 3 isteine Hutmutter
12 mit Innengewinde aufgeschraubt, um das
Handrad 6 beim Zusammenbau der Ventilteile mit der
Ventilspindel 3 zu verbinden. Dabei dient ein Federring
11 zum Verhindern einer unerwünschten Lockerung
der Mutter 12.
Das Absperrventil arbeitet wie folgt:
Wenn das Ventil geschlossen werden soll, wird das
Handrad 6 zusammen mit der Ventilspindel 3 beispielsweise
- von oben gesehen - im Uhrzeigersinn gedreht.
Das Ventilelement 2, welches sich nicht drehen kann,
wird durch diese Spindeldrehung abgesenkt, beispielsweise
aus seiner obersten Endstellung (Fig. 2) in
seine unterste Endstellung (Fig. 1), und zwar durch
das Zusammenwirken mit dem Gewindeteil 3 d der Ventilspindel
3.
Unmittelbar bevor das Ventilelement 2 endgültig
seine Schließstellung erreicht, gelangt sein unteres
Ende in Kontakt mit der leicht konischen, umlaufenden
Wandfläche 200 b der flachen Vertiefung 103 a im
Boden 111 des Ventilgehäuses 1. Da zu diesem Zeitpunkt
eine gewisse Menge der Flüssigkeit bzw. des
fließfähigen Mediums in der Vertiefung eingeschlossen
wird, wirkt letztere üblicherweise als "Falle", so daß
bei konventionellen Ventilen eine starke Gegenkraft
gegen ein weiteres Schließen des Ventils erzeugt
würde. Bei dem Ventil des Ausführungsbeispiels besitzt jedoch
das Ventilelement 2 eine zu seiner Wandung
konzentrischen Hohlraum 2 f, der mit dieser "Falle"
in Verbindung steht, so daß hinsichtlich des eingeschlossenen
Mediums eine Druckentlastung erfolgt. Durch die
konvexe Ausbildung der unteren Stirnseite des Ventilelementes 2 wird
auch nahezu keine Flüssigkeit in der Vertiefung eingeschlossen.
Wenn sich das Ventilelement 2 vollständig in seiner
Schließstellung befindet, dann ist der Strömungskanal
bzw. die Flüssigkeitsverbindung zwischen der
Ventilkammer 103 einerseits und der Einlaßöffnung 101
sowie der Auslaßöffnung 102 andererseits unterbrochen.
Damit ist der Strömungskanal durch das Absperrventil
vollständig gesperrt.
Wenn andererseits das erfindungsgemäße Absperrventil
geöffnet werden soll, dan wird das Handrad 3 im
entgegengesetzten Drehsinn gedreht - beispielsweise
von oben gesehen im Gegenuhrzeigersinn -, wobei
sich die Spindel 3 gemeinsam mit dem Handrad dreht
und wobei das Ventilelement 2 aus der Schließstellung
in die Offenstellung bewegt wird. Dabei versteht
es sich, daß der Stellvorgang jederzeit unterbrochen
werden kann, um das Ventilelement 2 in einer Zwischenstellung
festzulegen.
Wenn das Ventil voll geöffnet ist, dann ist der durch
das Ventil hindurchgehende Strömungskanal im wesentlichen
nicht gestört; man erhält
also wegen der konvexen Ausbildung der unteren Stirnwand des Ventilelementes 2 einen durchgehenden freien Querschnitt des
Strömungskanals.
Der Hauptteil 2 g der äußeren Arbeitsfläche des
Ventilelementes 2 hat eine im wesentlichen konvex
gekrümmte Oberfläche, welche durch die eingangs angegebene
Gleichung (1) definiert ist. Die Wirkung
dieser Ausgestaltung wurde ebenfalls bereits eingangs
erläutert. Die im wesentlichen geraden bzw.
zylindrischen Endbereiche 2 h und 2 i, die sich nach
oben und unten an den Hauptteil 2 anschließen,
sind wegen der leichteren mechanischen Bearbeitung
vorgesehen. Der imaginäre Kegelstumpf, welcher den
Hauptteil 2 g definiert, ist in Fig. 3 durch gestrichelt
eingezeichnete Linien t angedeutet.
In Fig. 3 sind ferner die Durchmesser D 1 des
imaginären Kegelstumpfes und D 2 des tatsächlich
verwendeten Ventilelements 2 eingezeichnet. Die
beiden Durchmesser D 1 und D 2 werden dabei jeweils
längs der axialen Mittellinie l des Strömungskanals
des Absperrventils A gemessen. Außerdem ist in
Fig. 3 der Durchmesser D des Strömungskanals im
Ventilgehäuse 1 eingezeichnet.
Claims (4)
1. Absperrventil mit einem Ventilgehäuse aus Kunststoff
mit einem durchgehenden Strömungskanal (101, 102, 103) und mit
einem senkrecht zu dem Strömungskanal zwischen einer Schließstellung
und einer Offenstellung mit Hilfe einer Schraubspindel
hin- und herbewegbaren und in jeder Zwischenstellung zwischen
diesen beiden Endstellungen festlegbaren, nicht drehbaren
Ventilelement mit einer axialen Bohrung und einer angenähert
kreiszylindrischen Mantelfläche mit einer Konizität von etwa 1 : 10
bie 1 : 30 sowie mit angrenzend an den Strömungskanal
vorgesehenen, getrennten Ventilsitzen mit im wesentlichen
konischen, der Konizität des Ventilelementes entsprechenden
Sitzflächen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2)
aus einem Kunststoffmaterial besteht, welches weicher ist als
das Material des Ventilgehäuses, daß seine Mantelfläche gegenüber
einer streng geometrischen Konusfläche konvex nach außen
gewölbt ist und daß an dem in der Offenstellung inneren Ende
des Ventilelementes (2) eine flache konkave Aussparung (2 e)
vorgesehen ist.
2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die konvexe Wölbung der Mantelfläche des Ventilelementes
(2) im wesentlichen der folgenden Formel entspricht:
wobei d₁ für den Durchmesser des Kegelstumpfes steht, der die
Mantelfläche des Ventilelementes (2) im Prinzip definiert,
wobei d₂ für den tatsächlichen Durchmesser des eine konvex nach
außen gewölbte Mantelfläche aufweisenden Ventilelementes (2)
steht, wobei beide Durchmesser d₁ und d₂ längs der Achse des
Strömungskanals (101, 102, 103) gemessen sind, und wobei D für
den Durchmesser des Strömungskanals (101, 102, 103) steht.
3. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilgehäuse (1) aus Polyvinylchlorid und das Ventilelement
(2) aus Polypropylen besteht.
4. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilgehäuse (1) aus Polyvinylidenfluorid und das
Ventilelement (2) aus Polypropylen besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853505664 DE3505664A1 (de) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | Absperrventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853505664 DE3505664A1 (de) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | Absperrventil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3505664A1 DE3505664A1 (de) | 1986-08-21 |
DE3505664C2 true DE3505664C2 (de) | 1988-09-22 |
Family
ID=6262908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853505664 Granted DE3505664A1 (de) | 1985-02-19 | 1985-02-19 | Absperrventil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3505664A1 (de) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1743842U (de) * | 1957-02-25 | 1957-04-25 | Braunschweigische Kunststoff G | Schieberventil. |
DE1847655U (de) * | 1961-04-24 | 1962-03-01 | Korrokunststoff Korosionstechn | Absperrschieber aus kunststoff. |
-
1985
- 1985-02-19 DE DE19853505664 patent/DE3505664A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3505664A1 (de) | 1986-08-21 |
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