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Dokumentenidentifikation DE69633509T2 13.10.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000836689
Titel ABSPERRVENTIL
Anmelder Market Linc Holdings Ltd., Guildford, Surrey, GB
Erfinder GRANDAGE, Ellis, Ronald, Brighouse HD6 3DF, GB
Vertreter Hebing, N., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 61231 Bad Nauheim
DE-Aktenzeichen 69633509
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.07.1996
EP-Aktenzeichen 969240456
WO-Anmeldetag 11.07.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/GB96/01649
WO-Veröffentlichungsnummer 0097003310
WO-Veröffentlichungsdatum 30.01.1997
EP-Offenlegungsdatum 22.04.1998
EP date of grant 29.09.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.10.2005
IPC-Hauptklasse F16K 3/28
IPC-Nebenklasse F16K 3/12   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft ein Ventil und insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, ein Ventil vom Typ, das als "Weichflächen"-Absperrventil bezeichnet wird.

"Weichflächen"-Absperrventile sind sehr bekannte Ventile, die oft zur Steuerung des Wasserdurchflusses in Leitungen verwendet werden. Bestandteile eines solchen Ventils sind in 1 bis 4 der beiliegenden schematischen Zeichnungen dargestellt, in denen:

1 einen Querschnitt eines "Weichflächen"-Absperrventils zeigt;

2 eine Vorderansicht eines Ventilelementes des Ventils zeigt;

3 eine Ansicht des Ventilelementes in Richtung des Pfeils III nach 2 zeigt; und

4 eine Ansicht des Ventilelementes in Richtung des Pfeils IV nach 2 zeigt.

Das Ventil 2 hat einen Ventilkörper 4, der einen Leitungsabschnitt 6 und ein Gehäuse 8 aufweist. Der Körper 4 ist so eingerichtet, dass er mit einer Ventilanordnung 10 zusammenwirkt, die eine drehbar gelagerte Ventilspindel 12 aufweist, die eine Mutter 14 und ein Absperrorgan 16 trägt. Die Ventilspindel 12 ist so eingerichtet, dass es mittels eines Handgriffs 18 gedreht werden kann, um das Absperrorgan 16 in im Leitungsabschnitt 6 ausgebildeten (nicht gezeigten) Führungen in den und aus dem Leitungsabschnitt zu bewegen, um den Flüssigkeitsdurchfluss durch den Leitungsabschnitt zu sperren oder zu ermöglichen.

Das Absperrorgan 16 ist im Allgemeinen keilförmig und weist auf seinen gegenüberliegenden stromauf- und stromabwärts liegenden Seiten erste und zweite bogenförmige Dichtungsbereiche 20 und 22 auf. Die Dichtungsbereiche erstrecken sich von der Stelle M zur Stelle N über das der Mutter zugewandte Ende des Absperrorgans, wie in 2 dargestellt ist, und werden dichtend mit entsprechenden stromauf- und stromabwärts liegenden Flächen des Leitungsabschnitts 6 zusammengebracht. Das Absperrorgan weist auch eine Stumpfstoßdichtung 24 auf, die sich von der Stelle M zur Stelle N über das der Mutter abgewandte Ende des Absperrorgans erstreckt. Die Stumpfstoßdichtung ist so angeordnet, dass sie dichtend mit nach innen gerichteten schrägen Flächen sowie einem radial nach innen gerichteten Bereich des Leitungsabschnitts 6 zusammengebracht wird. Zwischen den Dichtungsbereichen 20, 22 und der Stumpfstoßdichtung 24 sind Absätze 26 ausgebildet, die einen relativ sprunghaften Übergang zwischen den Dichtungsbereichen 20, 22 und der Stumpfstoßdichtung 24 bilden. Diese Absätze tragen zur Komplexität der Herstellung eines Absperrorgans bei, das genau in den Leitungsabschnitt eingepasst werden kann. Die Dichtungsbereiche 20, 22 und die Stumpfstoßdichtung 24 sind aus einem federnden synthetischen Kautschukmaterial hergestellt.

2 ist zu entnehmen, dass die Dichtungsbereiche 20, 22 sich über einen Winkel von ca. 200° erstrecken und ca. 60% des Dichtumfangs des Absperrorgans ausmachen, wobei der Restbereich durch die Stumpfstoßdichtung 24 abgedeckt wird.

Wenn das Ventil 2 vollständig geöffnet ist, befindet sich das Absperrorgan im Gehäuse 8 des Körpers 4. Um das Ventil zu schließen, wird der Handgriff 18 verwendet, der das Absperrorgan nach und nach in den Leitungsabschnitt 6 bewegt. Während dieser Phase der Bewegung des Absperrorgans, wenn die bogenförmigen Dichtungsbereiche 20, 22 mit den entsprechenden stromauf- und stromabwärts liegenden Dichtflächen des Leitungsabschnitts im Eingriff stehen, konzentriert sich die Flüssigkeitsdrucklast stromaufwärts (wie in 1 mit dem Pfeil 7 dargestellt ist) stark auf die stromabwärts liegenden Fläche des Leitungsabschnitts 6 an einer Stelle, die im Allgemeinen den Absätzen 26 gegenüberliegt. Dies wird dadurch verursacht, dass die Teile des Absperrorgans unterhalb der Absätze 26 in Richtung der Achse 29 der Leitung nicht abgestützt sind und deshalb wie ein Ausleger wirken. Die durch die Hebelwirkung ausgeübte Kraft wirkt einem großen Teil der Kraft entgegen, die von der Flüssigkeit auf das Absperrorgan oberhalb der Absätze 26 ausgeübt wird. Somit wird die Dichtkraft zwischen dem Absperrorgan und dem Leitungsabschnitt erheblich und unvorteilhaft im Bereich in der Nähe der Mutter reduziert und im Bereich in der Nähe der Absätze erhöht.

Obwohl die Druckkraft stromaufwärts den Bereich 22 gegen die stromabwärts liegenden Flächen des Leitungsabschnitts 6 drückt, wird jedoch durch diese Druckkraft keine Dichtwirkung in der Stumpfstoßdichtung erreicht. Infolge dessen muss über die Ventilspindel 12 eine Kraft aufgebracht werden, um die Stumpfstoßdichtung 24 gegen den Leitungsabschnitt zu drücken und im Hinblick auf die relativ große Fläche der Stumpfstoßdichtung muss eine relativ große Betätigungskraft aufgebracht werden, um das Ventil, insbesondere bei größerer Bauweise, vollständig zu schließen.

In vollständig geschlossenem Zustand bringen die entsprechenden Dichtungsbereiche 20, 22 Dichtkräfte beispielsweise in Richtung der Pfeile 28 (4) auf, die Komponenten aufweisen, die parallel zur Richtung der Achse der Spindel 12 und parallel zur Richtung der Achse 29 des Leitungsabschnitts 6 verlaufen. Die Stumpfstoßdichtung 24 bringt resultierende Dichtkräfte auf, die beispielsweise durch Pfeile 30 (2) dargestellt sind, die Komponenten aufweisen, die, wie in 2 dargestellt ist, sowohl parallel als auch senkrecht zur Achse der Spindel 12 verlaufen. Das Absperrorgan 16 wird somit in drei Raumrichtungen abgedichtet, so dass eine relativ lange Stumpfstoßdichtung erforderlich ist, die mit der oben beschriebenen Hebelwirkung belastet ist.

Die DE 12 03 071 offenbart ein Ventil zur Steuerung des Durchflusses einer Flüssigkeit durch einen dem Ventil zugeordneten Leitungsabschnitt, wobei das genannte Ventil ein Absperrorgan hat, das einen ersten oberen und einen zweiten oberen Dichtungsbereich aufweist, die gegenüber der Senkrechten geneigt sind, und einen unteren Stumpfstoßdichtungsbereich zur Bildung einer Stumpfstoßdichtung zwischen dem Absperrorgan und dem Leitungsabschnitt aufweist, wobei der genannte untere Stumpfstoßdichtungsbereich um eine erste Achse gekrümmt ist, die sich quer zur Achse des Leitungsabschnitts erstreckt.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den bei bekannten Ventilen auftretenden Problemen zu begegnen.

Die Erfindung stellt ein Ventil zur Steuerung des Durchflusses einer Flüssigkeit in einem dem Ventil zugeordneten Leitungsabschnitt zur Verfügung, wobei das genannte Ventil ein Absperrorgan hat, das aufweist:

  • – einen ersten oberen und einen zweiten oberen Dichtungsbereich, die gegenüber der Senkrechten geneigt sind und
  • – einen unteren Stumpfstoßdichtungsbereich zur Bildung einer Stumpfstoßdichtung zwischen dem Absperrorgan und dem Leitungsabschnitt, wobei der genannte untere Stumpfstoßdichtungsbereich um eine erste Achse gekrümmt ist, die sich quer zur Achse des Leitungsabschnitts erstreckt,

    gekennzeichnet dadurch,
  • – dass der untere Stumpfstoßdichtungsbereich auch um eine zweite Achse gekrümmt ist, die sich parallel zur Achse des Leitungsabschnitts erstreckt, und

    dass der erste obere und der zweite obere Dichtungsbereich in den unteren Stumpfstoßdichtungsbereich mittels jeweils einer entsprechenden abgeschrägten gekrümmten Fläche glatt übergehen, die eine Drehachse (IJ) aufweist, die gegenüber der Waagerechten geneigt ist und sich quer zur Achse des Leitungsabschnitts erstreckt.

Das Ventil kann ein Kraftaufbringungsmittel aufweisen, das eine Kraft in einer Richtung ausübt, die quer zur Achse der Krümmung der genannten abgeschrägten gekrümmten Fläche des Absperrorgans verläuft.

Der genannte Stumpfstoßdichtungsbereich kann eine konvexe Dichtfläche aufweisen.

Der genannte Stumpfstoßdichtungsbereich kann eine bogenförmige Dichtfläche aufweisen.

Der genannte Stumpfstoßdichtungsbereich kann eine Fläche mit einem kreisförmigen Querschnitt überbrücken.

Die genannten ersten und zweiten abgeschrägten gekrümmten Flächen sind vorzugsweise konisch.

Der genannte Stumpfstoßdichtungsbereich kann weniger als 50% des Umfangs des Absperrorgans ausmachen.

Der genannte Stumpfstoßdichtungsbereich kann sich über einen Winkelbereich von weniger als 120° bezogen auf den Mittelpunkt des Absperrorgans erstrecken.

Das genannte Absperrorgan kann einen zweiten Dichtungsbereich aufweisen, der eine Dichtkraft in einer im Wesentlichen parallel zur Achse der Leitung verlaufenden Richtung ausübt.

Spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun an Beispielen im Zusammenhang mit den beiliegenden schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen:

5 eine Vorderansicht eines Ventilelementes eines Ventils darstellt, das jedoch keinen Bestandteil der Erfindung bildet;

6 eine Ansicht des Ventilelementes in Richtung des Pfeils VI nach 5 zeigt;

7 eine Ansicht des Ventilelementes in Richtung des Pfeils VII nach 5 zeigt;

8 eine Ansicht eines Teils eines alternativen Ventilelementes zeigt, das ebenfalls keinen Bestandteil der Erfindung bildet, in einer Darstellung, die der Darstellung nach 7 entspricht;

9 eine Ansicht eines Teils eines weiteren alternativen Ventilelementes zeigt, das ebenfalls keinen Bestandteil der Erfindung bildet, in einer Darstellung, die der Darstellung nach 7 entspricht;

10 eine Darstellung in Richtung des Pfeils X nach 8 oder 9 in einem kleineren Maßstab zeigt;

11(a) eine Darstellung eines Teils des Absperrorgans des Ventils gemäß 1 bis 4 zeigt;

11(b) eine Darstellung eines Teils des Absperrorgans des Ventils gemäß 5 bis 6 zeigt;

12 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels des Ventilelementes eines erfindungsgemäßen Ventils zeigt; und

13 eine Ansicht des Ventilelementes nach 12 in Richtung des Pfeils VII nach 12 zeigt.

In den hier enthaltenen Figuren sind gleiche und ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Ein Ventilelement 40 wird zur Zusammenwirkung mit einem (nicht gezeigten) Ventilkörper vorgesehen. Das Ventilelement weist eine drehbar gelagerte Ventilspindel 12 auf, die eine Mutter 14 und ein Absperrorgan 42 trägt. Das Absperrorgan 42 weist zwei schräge Flächen 43, 44 auf, die so ausgerichtet sind, dass sie eine Keilform bilden. Die Flächen 43, 44 erstrecken sich oberhalb der Linien A1-A1 und A2-A2 und sind gegenüber entsprechenden bogenförmigen ersten und zweiten Dichtungsbereichen 46, 48 angeordnet, die aus einem federnden synthetischen Kautschukmaterial hergestellt sind, was in 5 und 6 schraffiert dargestellt wird.

5 ist zu entnehmen, dass sich die jeweiligen Dichtungsbereiche 46, 48 (oberhalb der Linien A1-A1/A2-A2) über einen Winkel von 300° erstrecken und somit über 80% des Dichtumfangs des Absperrorgans ausmachen.

Die schrägen Flächen 43, 44 laufen in einer Linie zusammen, die durch einen Punkt B verläuft und die sich senkrecht zur Achse der Spindel 12 erstreckt und sie schneidet. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die schrägen Flächen in einer Linie zusammenlaufen, die mit der Achse der Spindel 12 nicht fluchtet und/oder diese nicht schneidet.

Unterhalb der gestrichelten Linien A1-A1/A2-A2 weist das Absperrorgan eine teilweise kreisförmige zylindrische Außenfläche auf, wobei die Achse des Zylinders sich senkrecht zur Spindel 12 erstreckt (gesehen in der in 5 gezeigten Richtung) und mit dem Punkt X in 7 zusammenfällt. Die schrägen Flächen 43, 44 verlaufen außerdem tangential zur Außenfläche.

Ein Stumpfstoßdichtungsbereich 50 des Absperrorgans (der schraffiert zwischen den Linien A1-A1/A2-A2 in 6 dargestellt ist) umfasst einen zentralen Bereich 52, der sich parallel zur Achse der zylindrischen Fläche erstreckt. Verbindungsbereiche 54, 56, 58, 60 erstrecken sich vom Bereich 52 quer über die zylindrische Fläche schräg zu ihrer Achse, so dass sie an die Dichtungsbereiche 46, 48 anschließen.

Es ist somit ersichtlich, dass die schrägen Flächen 43, 44 des Absperrorgans oberhalb der Linien A1-A1/A2-A2 sich in die zylindrische Fläche unterhalb der Linien übergehen, so dass zwischen den Dichtungsbereichen 46, 48 und dem Stumpfstoßdichtungsbereich 50 ein gleichmäßiger Übergang entsteht. Es sollte beachtet werden, dass es im Übergangspunkt zwischen den beiden Bereichen keinen kantigen Absatz wie bei dem bekannten Absperrorgan nach 1 bis 4 gibt.

Das in 5 bis 7 gezeigte Absperrorgan ist so eingerichtet, dass es mit einem entsprechend angepassten zylindrischen Leitungsabschnitt zusammenwirkt, der einen Innendurchmesser G aufweist, der dem projizierten Abstand (wie aus 5 ersichtlich) von der Mitte des Absperrorgans zu den Innenkanten der Dichtungsbereiche 46, 48 und dem Stumpfstoßdichtungsbereich 50 entspricht. Bezug nehmend auf 5 sollte beachtet werden, dass die Außenkante der Dichtfläche des Absperrorgans einen projizierten Radius H aufweist, bis auf die Ausnahme, dass die projizierte Außenkante des Stumpfstoßdichtungsbereichs 50 durch eine Linie C-C gebildet wird, die senkrecht zur Achse der Spindel 12 und tangential zum Kreis, der durch den Radius G definiert ist, d. h., tangential zur Bohrung des Leitungsabschnitts verläuft.

Das Absperrorgan 42 ist so eingerichtet, dass es in seine offenen und geschlossenen Positionen auf die gleiche Art wie bei dem oben beschriebenen Ventil 2 bewegt werden kann.

Wenn das Absperrorgan 42 aus dem Gehäuse in dem Ventilkörper in Richtung seiner geschlossenen Position bewegt wird, wird es in keinem nennenswerten Ausmaß von der oben beschriebenen nachteiligen Hebelwirkung beeinträchtigt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass wenn der erste und der zweite Dichtungsbereich 46, 48 mit den entsprechenden stromauf- und stromabwärts liegenden Dichtflächen des Leitungsabschnitts zur Anlage gebracht werden, die Flüssigkeitsdruckkraft stromaufwärts auf einen relativ großen Bereich der schrägen stromaufwärts liegenden Fläche 46 wirkt, was dazu führt, dass nur ein kleiner Bereich des Absperrorgans unterhalb der Linie A1-A1 nicht abgestützt bleibt und als Ausleger wirken kann. Die Dichtkraft ist somit relativ gleichmäßig über dem Dichtbereich des Absperrorgans verteilt und wird nicht durch irgendwelche Hebelwirkung signifikant beeinflusst.

Um das Ventil vollständig zu schließen, muss die Bedienungsperson über die Ventilspindel 12 eine Kraft aufbringen, um den Stumpfstoßdichtungsbereich 50 des Absperrorgans gegen die Wand des Leitungsabschnitts zu drücken. Im Hinblick auf die relativ kleine Fläche des Stumpfstoßdichtungsbereichs 50 im Vergleich mit dem Bereich der Stumpfstoßdichtung 24 des Ausführungsbeispiels gemäß 1 bis 4 wird die Kraft, die von der Bedienungsperson aufgebracht werden muss, um das Absperrorgan 42 in seine vollständig geschlossene Position zu bringen, kleiner sein als bei dem vergleichbaren Absperrorgan 20 gemäß 1 bis 4. Dadurch kann eine erhebliche Senkung von Betätigungskräften mit potentiellen wirtschaftlichen Vorteilen, insbesondere bei größeren Ventilbaugrößen, erreicht werden.

Im Vergleich mit dem Ventil gemäß 1 bis 4 kann eine kleinere Kraft zum Öffnen des Ventils erforderlich sein. In diesem Zusammenhang – wenn sich das Ventil gemäß 1 bis 4 in der vollständig geschlossenen Position befindet – stellt der Bereich, der durch die Punkte abcdea in 11(a) festgelegt wird, den projizierten Bereich einer Hälfte des Absperrorgans, gesehen in Richtung der Achse der Spindel, dar. Dieser Bereich wird als der "unausgeglichener Bereich" bezeichnet. Der unausgeglichene Flüssigkeitsdruck übt auf das Absperrorgan eine resultierende Kraft in seiner Schließrichtung aus, die dem unausgeglichenen Bereich proportional ist und es ist ersichtlich, dass je größer der unausgeglichene Bereich ist, desto größer die Kraft in der Schließrichtung ist, und je größer die Kraft in der Schließrichtung ist, desto größer die zum Öffnen des Ventils erforderliche Kraft ist. Der unausgeglichene Bereich des Ventils gemäß 5 bis 7 wird durch die Punkte fbcdgf in 11(b) festgelegt und, da dieser Bereich kleiner als der Bereich abcdea ist, wird die zum Öffnen des Ventils gemäß 5 bis 7 erforderliche Kraft vorteilhafterweise kleiner sein als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 4.

Wenn das Ventil vollständig geschlossen ist, üben die entsprechenden Dichtungsbereiche 46, 48 resultierende Dichtkräfte beispielsweise in Richtung der Pfeile 28 (7) wie beim bekannten Absperrorgan gemäß 1 bis 4 aus. Im Gegensatz übt die Stumpfstoßdichtung 50 jedoch resultierende Dichtkräfte aus, die beispielsweise durch die Pfeile 70 (7) dargestellt sind und Komponenten aufweisen, die parallel zur Leitungsachse 29 und parallel zur Achse der Spindel 12 verlaufen, aber sonst keine anderen Kraftkomponenten aufweisen. Das Absperrorgan dichtet somit wirksam in zwei Raumrichtungen ab.

Alternative Absperrorgane sind in 8 bis 10 gezeigt. Es soll beachtet werden, dass die Ansichten in Richtung des Pfeils V in 8 und 9 im Allgemeinen der Ansicht gemäß 5 entsprechen und dass die Ansichten in Richtung des Pfeils X in beiden Fällen im Allgemeinen den Ansichten gemäß 10 entsprechen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 gehen die schrägen Flächen 43, 44 in die entsprechenden beabstandeten zylindrischen Flächen 74, 76 über, wobei die Achsen der jeweiligen Zylinder durch entsprechende Punkte P und Q verlaufen. Ein flacher Bereich 78 erstreckt sich zwischen den zylindrischen Flächen 74, 76. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 gehen die schrägen Flächen 43, 44 in die entsprechenden beabstandeten zylindrischen Flächen 80, 82 über, wobei die Achsen der jeweiligen Zylinder durch entsprechende Punkte R und S verlaufen. Die Flächen 80, 82 sind derart angeordnet, dass zwischen ihnen ein konkaver Bereich 83 vorliegt.

Die Absperrorgane gemäß 8 und 9 weisen beabstandete Dichtelemente 84, 86 auf, wie in 10 dargestellt ist. Jedes Dichtelement 84, 86 ist so eingerichtet, dass es einen entsprechenden Stumpfstoßdichtungsbereich 88, 90 bildet, der jeweils in die entsprechenden Dichtungsbereiche 46, 48 übergeht. Die Absperrorgane bilden somit eine Doppeldichtung.

Die Absperrorgane gemäß 8 und 9 können als ein sogenanntes "Doppel-Absperr- und Auslass"-Ventil zur Trennung von zwei Komponenten in einer Leitung verwendet werden. Ein derartiges Ventil kann eine Leitung stromaufwärts mittels z. B. des Dichtelementes 84 und eine Leitung stromabwärts mittels des Dichtelementes 86 absperren. Der Raum 78 oder 83 zwischen den Elementen kann druckentlastet und entlüftet werden, um jegliches, in die Bereiche 78/83 oder zwischen die Dichtelemente 84, 86 eindringendes Material zu entfernen, während jegliche Bewegung der Flüssigkeit aus der Leitung stromaufwärts in die Leitung stromabwärts und umgekehrt verhindert wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung weist ein Ventilelement 140, wie in 12 und 13 dargestellt ist, ein Absperrorgan 142 auf, das zwei schräge Flächen 143, 144 hat, die so ausgerichtet sind, dass sie eine Keilform bilden. Die Flächen 143, 144 erstrecken sich oberhalb der Linien AB, BC und CD und stehen einem entsprechenden bogenförmigen ersten und einem zweiten Dichtungsbereich 146, 148 gegenüber, die aus einem federnden synthetischen Kautschukmaterial hergestellt sind und in 12 und 13 schraffiert dargestellt sind.

Unterhalb und links von der Linie AB und unterhalb und rechts von der Linie CD weist das Absperrorgan zwei teilweise kreisförmige konische Außenflächen auf, wobei die Achse des Kegels auf der rechten Seite sich entlang der Linie IJ erstreckt. (Zum besseren Verständnis ist der volle Kegel auf der rechten Seite durch das Dreieck IMN in 12 dargestellt). Die Achse des Kegels auf der linken Seite ist ein Spiegelbild der Achse des Kegels auf der rechten Seite, wenn die Spiegelung an der senkrechten Achse KL erfolgt. In 13 fluchten die Achsen der Kegel mit der Spindelachse. Die schrägen Flächen 143, 144 verlaufen tangential zu den Kegeln entlang der Linien AB und CD.

Die teilweise kreisförmigen konischen Außenflächen sind mittels einer bogenförmigen gekrümmten Fläche QS verbunden.

In 13 stellt der schraffierte Bereich oberhalb der strichpunktierten Linie F1-F2 den Dichtungsbereich dar, wie er sich quer durch eine der teilweise kreisförmigen konischen Außenflächen geneigt gegenüber ihrer Achse erstreckt und gleichmäßig in die schrägen ebenen Flächen 143, 144 übergeht.

In 13 stellt der schraffierte Bereich unterhalb der strichpunktierten Linie F1-F2 einen Teil des Dichtungsbereichs dar, wie er sich um die gekrümmte Fläche herum erstreckt, deren Krümmungsachse im Wesentlichen mit der Leitungsachse zusammenfällt. In 12 wird diese gekrümmte Fläche durch die bogenförmige Linie QS dargestellt. Die Dichtflächen oberhalb der Linie F1-F2 gehen glatt in die Dichtfläche unterhalb der Linie F1-F2 über. Es sollte deshalb beachtet werden, dass bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sich jeder Teil der gesamten Dichtungsfläche glatt in jeden benachbarten Teil übergeht, so dass es an keiner Stelle auf der Dichtfläche einen kantigen Absatz gibt.

Bezug nehmend auf 12 sollte beachtet werden, dass die Außenkante der Dichtfläche des Absperrorgans einen projizierten Radius H aufweist, mit der Ausnahme, dass die projizierte Außenkante des Stumpfstoßdichtungsbereichs durch die Linien RQ und ST auf den teilweise kreisförmigen konischen Flächen und die bogenförmige Linie QS festgelegt wird, deren Krümmungsmittelpunkt im Wesentlichen mit der Leitungsachse zusammenfällt, wenn das Ventil vollständig geschlossen ist.

Wenn das Absperrorgan 142 im Betrieb aus dem Gehäuse im Ventilkörper in seine Schließposition bewegt wird, wird jegliche Hebelwirkung im Vergleich mit herkömmlichen Ventilen, die oben im Zusammenhang mit 2, 3 und 4 beschrieben wurden, weitgehend reduziert. Dies wird dadurch erreicht, dass der nicht abgestützte Bereich, der dem Druck in Richtung der Leitungsachse ausgesetzt ist, relativ klein ist.

Es sollte beachtet werden, dass obwohl das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 12 und 13 im Zusammenhang mit zwei teilweise kreisförmigen konischen Flächen beschrieben wurde, jede abgeschrägte gekrümmte Fläche unter der Voraussetzung verwendet werden kann, dass sie eine glatte Übergangsdichtfläche ohne relativ scharfe Ecken oder Absätze bietet. Die Flächen können somit durch elliptische "Kegel" oder andere Kegel mit nicht kreisförmigem Querschnitt gebildet werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 12 und 13 kann leicht derart angepasst werden, dass es das "Absperr- und Auslass"-Merkmal aufweist, das im Zusammenhang mit 8 bis 10 beschrieben wurde. Zusätzlich können auch die in 11(a) und (b) dargestellten Prinzipien bei dem neuen Ausführungsbeispiel gemäß 12 und 13 angewandt werden. Ein Vorteil des Ausführungsbeispiels gemäß 12 und 13 besteht darin, dass es ermöglicht, dass die Taschen, die für das Einführen des Absperrorgans in den Körper vorgesehen sind, gegenüber der Waagerechten geneigt werden können, so dass im Betrieb ein Absetzen von festen Teilchen in den Taschen verhindert wird.


Anspruch[de]
  1. Ventil zur Steuerung des Durchflusses einer Flüssigkeit in einem dem Ventil zugeordneten Leitungsabschnitt (6), wobei das genannte Ventil ein Absperrorgan (142) hat, das aufweist:

    – einen ersten oberen und einen zweiten oberen Dichtungsbereich (146, 148), die gegenüber der Senkrechten geneigt sind und

    – einen unteren Stumpfstoßdichtungsbereich zur Bildung einer Stumpfstoßdichtung zwischen dem Absperrorgan und dem Leitungsabschnitt (6), wobei der genannte untere Stumpfstoßdichtungsbereich um eine erste Achse gekrümmt ist, die sich quer zur Achse des Leitungsabschnitts (6) erstreckt,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    – der untere Stumpfstoßdichtungsbereich auch um eine zweite Achse gekrümmt ist, die sich parallel zur Achse des Leitungsabschnitts (6) erstreckt, und dass

    – der erste obere und der zweite obere Dichtungsbereich (146, 148) in den unteren Stumpfstoßdichtungsbereich mittels jeweils einer entsprechenden abgeschrägten gekrümmten Fläche glatt übergehen, die eine Drehachse (IJ) aufweist, die gegenüber der Waagerechten geneigt ist und sich quer zur Achse des Leitungsabschnitts (6) erstreckt.
  2. Ventil nach Anspruch 1, das ein Kraftaufbringungsmittel aufweist, das eine Kraft in einer Richtung ausübt, die quer zur Achse der Krümmung der genannten abgeschrägten gekrümmten Fläche des Absperrorgans verläuft.
  3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Stumpfstoßdichtungsbereich eine konvexe Dichtfläche aufweist.
  4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Stumpfstoßdichtungsbereich eine bogenförmige Dichtfläche aufweist.
  5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Stumpfstoßdichtungsbereich eine Fläche mit einem kreisförmigen Querschnitt überbrückt.
  6. Ventil nach Anspruch 1, bei dem die genannten ersten und zweiten abgeschrägten gekrümmten Flächen konisch sind.
  7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der genannte Stumpfstoßdichtungsbereich weniger als 50% des Umfangs des Absperrorgans ausmacht.
  8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der genannte Stumpfstoßdichtungsbereich sich über einen Winkelbereich von weniger als 120° bezogen auf den Mittelpunkt des Absperrorgans erstreckt.
  9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das genannte Absperrorgan einen zweiten Dichtbereich aufweist, der eine Dichtkraft in einer im Wesentlichen parallel zur Achse der Leitung verlaufenden Richtung ausübt.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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