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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsventil und insbesondere ein Flüssigkeitsventil, das eine modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion besitzt.
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Stand der Technik
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Ein Flüssigkeitsventil ist im Strömungsweg angeordnet (siehe 1A). Das im Strömungsweg angeordnete Flüssigkeitsventil beinhaltet einen Ventilkörper 92, eine im Ventilkörper 92 untergebrachte Spindel 94 und eine im Strömungsweg angeordnete Ventilöffnung (nicht gezeigt), wobei die Spindel 94 und die Ventilöffnung (nicht gezeigt) durch Verschieben, Drehen oder Ziehen in zusammenhängender Weise bewegt werden können, wodurch der Strömungsweg gesperrt oder geöffnet wird, um so die Strömungsmenge entlang des Strömungswegs zu steuern.
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Beim industriellen Einsatz müssen der Ventilkörper und die Spindel die Fähigkeit besitzen folgenden Eigenschaften der Flüssigkeiten standhalten zu können: hohen Temperaturen, Lösungseigenschaften und korrodierenden Eigenschaften. Daher bestehen sie in der Regel aus Materialien, die eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen und unlöslich sind, wie z. B. Metall. Wenn Metalle jedoch über lange Zeit miteinander in Kontakt stehen, kommt es zu Verschleißerscheinungen, außerdem ist der Wärmeausdehnungskoeffizient von Metallen in der Regel verhältnismäßig groß, sodass es leicht dazu kommen kann, dass ein Spalt zwischen der Spindel und dem Ventilkörper entsteht oder sich die beiden Komponenten ineinander verklemmen. Daher ist bei den herkömmlichen Flüssigkeitsventilen eine Wellendichthülse 922 zwischen der Spindel 94 und dem Ventilkörper 92 ausgebildet, wobei einige ringförmige Wellendichtringe 96 in der Wellendichthülse 922 untergebracht sind, wodurch eine Verpackungskonstruktion für die Spindel 94 zustande kommt, wobei die Wellendichtringe 96 in der Regel weich sind und einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wie z. B. durch die Verwendung von Graphit, wodurch das Zustandekommen von Spalten und ein gegenseitiges Verklemmen zwischen der Spindel 94 und dem Ventilkörper 92, die auf Verschleißerscheinungen oder auf einem starken Ausdehnen und Zusammenziehen beruhen, reduziert werden können oder eine Verbesserung diesbezüglich erreicht werden kann. Bezugnehmend auf 1B ist die Lastverteilung 8 des Wellendichtrings 96 bei der herkömmlichen Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils von oben nach unten hin uneinheitlich und die aufgenommene Last des oberen Bereichs des Wellendichtrings 96 ist dabei größer als die des unteren Bereichs, sodass der Dichtungsgrad der Spindel-Verpackungs-Konstruktion dadurch beeinflusst wird. Bei idealer Lastverteilung sind die beiden, die obere und die untere Last, ähnlich groß, wobei die Lasten, wenn sich diese zur Mitte hin einander nähern, allmählich abnehmen, d. h. wenn sich der Wellendichtring 96 im idealen Zustand befindet, nehmen seine beiden Enden ähnlich hohe Kräfte auf. Um das Problem der ungleichmäßigen Lasten zu beheben, werden bei einigen bekannten Ventilkörpern scheibenförmige Federn oder Spiralfedern in die Verpackungskonstruktion für den Lastenausgleich eingesetzt. Jedoch weist der Aufbau der scheibenförmigen Feder einen Nachteil auf, nämlich den, dass die Kraftverteilung am inneren Ring und am äußeren Ring nicht gleichmäßig ist. Daher kann das Problem der ungleichmäßigen Lasten nicht wirklich gelöst werden, da die Spiralfeder zwar eine gleichmäßige Kraftverteilung aufweist, sie aber zu viel Raum in Anspruch nimmt.
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Darüber hinaus entsteht, wenn das Flüssigkeitsventil über einen langen Zeitraum hinweg verwendet wird und sich die Wellendichtringe 96 aufgrund von Verschleiß oder Korrosion, die durch die Flüssigkeiten verursacht werden, abgenutzt haben, möglicherweise ein Spalt zwischen den Wellendichtringen 96 und dem Ventilkörper 92, sodass Flüssigkeit aus dem Spalt austreten kann.
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Damit das Flüssigkeitsventil weiter normal funktionieren kann, müssen die Wellendichtringe 96 in der Wellendichthülse 922 folglich gereinigt und ausgetauscht werden. Aus 1A ist ersichtlich, dass die Reinigung und der Austausch der Wellendichtringe 96, wenn die Wellendichthülse 922 in einen schmalen Raum ausgebildet ist, aber nicht einfach und somit zeitaufwändig sind, sodass die Betriebskosten nicht nur durch höhere Arbeitskosten, sondern auch wegen des Stillstands der Produktionslinie ansteigen.
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Zusammenfassend ist zu sagen, dass es ein vordringliches Ziel ist, eine Spindel-Verpackungs-Konstruktion bereitzustellen, die gleichzeitig folgende Vorteile besitzt: gleichmäßige Verteilung der Lasten, Möglichkeit zur einfachen Reinigung und Vermeidung einer zu großen Rauminanspruchnahme.
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Aufgabe der Erfindung
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Um die oben genannten Nachteile zu beheben, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Flüssigkeitsventil mit einer Spindel-Verpackungs-Konstruktion bereitzustellen. In der Wellendichthülse wird eine schiebende Kraft erzeugt, weshalb es bei den Wellendichtringen nicht zu einer Spaltbildung aufgrund von Verschleiß kommt. Zugleich kann die Spindel-Verpackungs-Konstruktion bei Verschleiß des Wellendichtrings oder von anderen Komponenten der Wellendichtung schnell ausgetauscht werden.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Flüssigkeitsventil mit einer Spindel-Verpackungs-Konstruktion bereitzustellen, bei der die Feder innerhalb dieses Moduls in der Lage ist, die schiebende Kraft kontinuierlich bereitzustellen, sodass sich bei den Wellendichtungselementen zwischen der Spindel und dem Ventilkörper nicht einfach ein Spalt bilden kann, um ein durch Spaltbildung verursachtes Austreten der Flüssigkeit zu vermeiden.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Flüssigkeitsventil mit einer Spindel-Verpackungs-Konstruktion bereitzustellen, bei der, wenn die Wellendichtungselemente aufgrund von Verschleiß ausgetauscht werden müssen, das alte Modul abgenommen und stattdessen ein neues Modul eingesetzt werden kann, wodurch die Wartungszeiten des Flüssigkeitsventils verkürzt, die Arbeitskosten gesenkt und die durch Ausfallzeiten verursachten Kosten reduziert werden können.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Flüssigkeitsventil mit einer Spindel-Verpackungs-Konstruktion bereitzustellen, wobei die innere Oberfläche und die äußere Oberfläche des Spindelrings jeweils eine innere Nut und eine äußere Nut aufweisen, sodass der Spindelring in der Querschnittsansicht eine H-Form besitzt und der Spindelring sich dadurch nicht so leicht verformt, wobei ein O-förmiger Ring jeweils in der inneren Nut und in der äußeren Nut des Spindelrings angeordnet ist, sodass der Spindelring sowohl über eine vorteilhafte Festigkeit verfügt als auch den Vorteil besitzt, dass er mit der Rohrwand eng kontaktiert.
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Entsprechend den oben aufgeführten Anforderungen stellt die vorliegende Erfindung ein Flüssigkeitsventil bereit, welches einen Ventilkörper, eine Spindel, eine Ventilöffnung, eine modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion und mehrere Wellendichtringe beinhaltet, wobei der Ventilkörper einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum aufweist, wobei sich der erste Aufnahmeraum oberhalb des zweiten Aufnahmeraums befindet und mit dem zweiten Aufnahmeraum verbunden ist, wobei die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion einen dritten Aufnahmeraum aufweist, wobei die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion im ersten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Ventilöffnung im zweiten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Spindel im dritten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Spindel mit der Ventilöffnung verbunden ist, wobei die Ventilöffnung durch das Steuern der Spindel mitbewegt werden kann, wobei die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion ein Tragelement beinhaltet, das abnehmbar im ersten Aufnahmeraum angeordnet ist und dadurch ein vierter Aufnahmeraum ausgebildet ist, durch den die beiden gegenüberliegenden Enden des Ventilkörpers miteinander verbunden sind, wobei beim Tragelement ein vorspringendes Begrenzungsteil in der Nähe der Innenkante eines Endes der Ventilöffnung vorgesehen ist, wobei die mehreren Wellendichtringe in gestapelter Weise im vierten Aufnahmeraum und oberhalb des Begrenzungsteils angeordnet sind, wobei die Innenkanten der Wellendichtringe miteinander verbunden sind und dadurch den dritten Aufnahmeraum umschließen.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein anderes Flüssigkeitsventil, das einen Ventilkörper, eine Spindel, eine Ventilöffnung, eine modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion, eine Hülse und mehrere erste Wellendichtringe beinhaltet, wobei der Ventilkörper einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum aufweist, wobei sich der erste Aufnahmeraum oberhalb des zweiten Aufnahmeraums befindet und mit dem zweiten Aufnahmeraum verbunden ist, wobei die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion einen dritten Aufnahmeraum aufweist, wobei die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion im ersten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Ventilöffnung im zweiten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Spindel im dritten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Spindel mit der Ventilöffnung verbunden ist, wobei die Ventilöffnung durch das Steuern der Spindel mitbewegt werden kann, wobei die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion ein Tragelement beinhaltet, das abnehmbar im ersten Aufnahmeraum angeordnet ist und dadurch ein vierter Aufnahmeraum ausgebildet ist, durch den die beiden gegenüberliegenden Enden des Ventilkörpers miteinander verbunden sind, wobei beim Tragelement ein vorspringendes Begrenzungsteil in der Nähe der Innenkante eines Endes der Ventilöffnung vorgesehen ist, wobei die Hülse abnehmbar im vierten Aufnahmeraum und nahe an einem Ende der Ventilöffnung angeordnet ist, wobei ein hervorstehendes zweites Begrenzungsteil an der äußeren Kante der Hülse vorgesehen ist und an dem ersten Begrenzungsteil anliegt, wobei die mehreren ersten Wellendichtringe in gestapelter Weise im vierten Aufnahmeraum und oberhalb der Hülse angeordnet sind, wobei die Innenkanten der Wellendichtringe miteinander verbunden sind und dadurch den dritten Aufnahmeraum umschließen.
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Entsprechend den oben aufgeführten Anforderungen stellt die vorliegende Erfindung ein Flüssigkeitsventil bereit, welches einen Ventilkörper, eine Spindel, eine Ventilöffnung, eine Spindel-Verpackungs-Konstruktion, einen Spindelring und eine Feder beinhaltet, wobei der Ventilkörper einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum aufweist, wobei sich der erste Aufnahmeraum oberhalb des zweiten Aufnahmeraums befindet und mit dem zweiten Aufnahmeraum verbunden ist, wobei die Spindel-Verpackungs-Konstruktion einen dritten Aufnahmeraum aufweist, wobei die Spindel-Verpackungs-Konstruktion im ersten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Ventilöffnung im zweiten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Spindel im dritten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Spindel mit der Ventilöffnung verbunden ist, wobei die Ventilöffnung durch das Steuern der Spindel mitbewegt werden kann, wobei die Spindel-Verpackungs-Konstruktion mehrere Wellendichtringe beinhaltet, die in gestapelter Weise im Bodenbereich des ersten Aufnahmeraums angeordnet sind, wobei der Spindelring oberhalb der Wellendichtringe angeordnet ist, wobei die Feder ringförmig ausgebildet ist und oberhalb des Spindelrings angeordnet ist, wobei die Feder eine kontinuierliche wellenförmige Oberfläche aufweist, wobei diese mehrere angehobene Bereiche und mehrere abgesenkte Bereiche aufweist, wobei die abgesenkten Bereiche mit dem Spindelring verbunden sind, und wobei die Innenkanten der Wellendichtringe, des Spindelrings und der Feder miteinander verbunden sind und dadurch den dritten Aufnahmeraum umschließen.
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Die vorliegende Erfindung stellt noch ein anderes Flüssigkeitsventil bereit, welches einen Ventilkörper, eine Spindel, eine Ventilöffnung, eine Spindel-Verpackungs-Konstruktion, einen ersten Spindelring, eine Feder, einen zweiten Spindelring und mehrere zweite Wellendichtringe beinhaltet, wobei der Ventilkörper einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum aufweist, wobei der erste Aufnahmeraum mit dem zweiten Aufnahmeraum verbunden ist, wobei die Spindel-Verpackungs-Konstruktion einen dritten Aufnahmeraum aufweist, wobei die Spindel-Verpackungs-Konstruktion im ersten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Ventilöffnung im zweiten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Spindel im dritten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Spindel mit der Ventilöffnung verbunden ist, wobei die Ventilöffnung durch das Steuern der Spindel mitbewegt werden kann, wobei die Spindel-Verpackungs-Konstruktion mehrere erste Wellendichtringe beinhaltet, die in gestapelter Weise im Bodenbereich des ersten Aufnahmeraums angeordnet sind, wobei der erste Spindelring oberhalb der Wellendichtringe angeordnet ist, wobei die Feder ringförmig ausgebildet und oberhalb des Spindelrings angeordnet ist, wobei die Feder eine kontinuierliche wellenförmige Oberfläche aufweist, wobei bei dieser mehrere angehobene Bereiche und mehrere abgesenkte Bereiche ausgebildet sind, wobei die abgesenkten Bereiche mit dem ersten Spindelring verbunden sind, wobei ein zweiter Spindelring oberhalb der Feder angeordnet und mit den angehobenen Bereichen verbunden ist, wobei mehrere zweite Wellendichtringe in gestapelter Weise oberhalb des zweiten Spindelrings angeordnet sind, wobei die Innenkanten des ersten Wellendichtrings, des zweiten Wellendichtrings, des ersten Spindelrings, des zweiten Spindelrings und der Feder miteinander verbunden sind und dadurch den dritten Aufnahmeraum umschließen.
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Kurzbeschreibung der Darstellungen
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1A zeigt eine Schnittansicht der Spindel-Verpackungs-Konstruktion eines herkömmlichen Flüssigkeitsventils,
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1B zeigt ein Schema der Lastverteilung der Spindel-Verpackungs-Konstruktion des herkömmlichen Flüssigkeitsventils,
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2 zeigt ein Schema der Konstruktion des Flüssigkeitsventils mit modularer Spindel-Verpackungs-Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung,
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3A zeigt eine zum Teil vergrößerte Schnittansicht der ersten Ausführungsform der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils,
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3B zeigt schematisch eine teilweise Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion,
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3C zeigt eine zum Teil vergrößerte Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils,
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4A zeigt ein Schema der Lastverteilung der ersten Ausführungsform der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils,
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4B zeigt ein Schema der Lastverteilung der zweiten Ausführungsform der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils,
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5 zeigt eine schematische Darstellung des getrennten Zustands des Ventilkörpers von der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils,
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6 zeigt eine Schnittansicht der dritten Ausführungsform der modularer Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils,
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7 zeigt ein Schema der Lastverteilung der dritten Ausführungsform der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung offenbart ein Flüssigkeitsventil mit modularer Spindel-Verpackungs-Konstruktion und weist als Hauptmerkmal die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion auf. In der folgenden Beschreibung werden daher die anderen Komponenten des Flüssigkeitsventils nicht näher erläutert. Die Anwendungen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung offensichtlich. Die beigefügten Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu dargestellt und dienen lediglich dazu, in schematischer Weise die Merkmale der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen.
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Bezugnehmend auf 2, die ein Schema der Konstruktion des Flüssigkeitsventils 1 mit modularer Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, beinhaltet das Flüssigkeitsventil 1 einen Ventilkörper 12, eine Spindel 14 und eine Ventilöffnung 18, wobei die Spindel 14 und die Ventilöffnung 18 im Ventilkörper 12 angeordnet und miteinander verbunden sind, wobei das Flüssigkeitsventil 1 in einem Strömungsweg (nicht gezeigt) angeordnet ist, wobei die Ventilöffnung 18 an dem Querschnitt des Strömungswegs angeordnet ist, wobei die Ventilöffnung 18 durch das Steuern der Spindel 14 mitbewegt werden kann, sodass das Ein- und Ausschalten der Strömung entlang des Strömungswegs mittels der Ventilöffnung 18 kontrolliert wird. In 2 ist zu erkennen, dass der Ventilkörper 12 eine Wellendichthülse 122 und einen Ventilschlitz 182 aufweist, wobei die Wellendichthülse 122 und der Ventilschlitz 182 zwei miteinander verbundene Aufnahmeräume ausbilden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Ventilschlitz 182 unterhalb der Wellendichthülse 122 angeordnet, wobei die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 und die Spindel 14 gemeinsam in der Wellendichthülse 122 des Ventilkörpers 12 angeordnet sind, wobei sich die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 zwischen der Spindel 14 und der Wellendichthülse 122 befindet, wobei die Ventilöffnung 18 im Ventilschlitz 182 angeordnet ist. Die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 wird in der nachfolgenden Beschreibung noch detailliert beschrieben.
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2 und 3A zeigen eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16, wobei 3A eine Vergrößerung des markierten Ausschnitts in 2 ist, welcher im aufgeschnittenen Bereich als X bezeichnet ist. In 2 ist gezeigt, dass die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 in der Wellendichthülse 122 des Ventilkörpers 12 angeordnet ist, wobei die Wellendichthülse 122 einen Aufnahmeraum darstellt, bei dem der Ventilkörper 12 bis zur Ventilöffnung 18 von oben nach unten durchgehend verbunden ist, wobei der Aufnahmeraum zur Aufnahme der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 dient. Die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 beinhaltet mindestens ein Tragelement 160, eine Hülse 161, Wellendichtringe 162, Spindelringe 163 und eine Feder 165, wobei das untere Ende der Wellendichthülse 122 zu dem unteren Ende der Ventilöffnung 18 benachbart ist. Das Tragelement 160 weist einen das obere und das untere Ende des Tragelements 160 miteinander verbindenden Aufnahmeraum 1600 auf, wobei ein vorspringendes Begrenzungsteil 1601 an der unteren Innenkante des Tragelements 160 vorgesehen ist, wobei in der Wellendichthülse 122 das untere Ende des Tragelements 160 an der Ventilöffnung 18 ausgerichtet ist, sodass das untere Ende des Tragelements 160 zu der Ventilöffnung 18 benachbart ist. In einer Ausführungsform sind im Aufnahmeraum 1600 von unten nach oben der Reihe nach eine Hülse 161, mehrere Wellendichtringe 162a, ein Spindelring 163a und eine Feder 165 angeordnet. In dieser bevorzugten Ausführungsform können ein Spindelring 163b und mehrere Wellendichtringe 162b oberhalb der Feder 165 angeordnet sein, wodurch bei der Spindel-Verpackungs-Konstruktion eine nach oben und unten symmetrische Anordnung entsteht.
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Die Hülse 161 ist ein Hohlzylinder, der am unteren Ende des Aufnahmeraums 1600 des Tragelements 160 angeordnet ist und benachbart zur Ventilöffnung 18 liegt, wobei ein vorspringendes Begrenzungsteil 1610 am äußeren Rand des oberen Endes der Hülse 161 vorgesehen ist, wobei der untere Rand des Begrenzungsteils 1610 genau an den oberen Rand des Begrenzungsteils 1610 des Tragelements 160 anliegt, sodass die Hülse 161 im Bodenbereich des Aufnahmeraums 1600 des Tragelements 160 angeordnet ist, wobei ein Teil der Hülse 161 aus dem unteren Ende des Tragelements 160 herausragt. In einer anderen Ausführungsform sind das Tragelement 160 und die Hülse 161 einstückig geformt oder das Tragelement 160 und die Hülse 161 zu einem Stück zusammengefügt.
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Wie oben beschrieben sind im Aufnahmeraum 1600 der Reihe nach mehrere Wellendichtringe 162a, ein erster Spindelring 163a, eine Feder 165, ein zweiter Spindelring 163b und mehrere Wellendichtringe 162b oberhalb der Hülse 161 angeordnet, wobei die innere Nut 1630 und die äußere Nut 1631 einander gegenüberliegen und jeweils an der inneren und äußeren Oberfläche der Spindelringe 163a, 163b vorgesehen sind, sodass der Spindelring 163 in der Querschnittansicht eine H-Form hat und der Spindelring 163 sich somit nicht leicht verformen kann, wobei in der inneren Nut 1630 und in der äußeren Nut 1631 des Spindelrings 163 jeweils ein O-förmiger Ring 164 angeordnet ist, sodass der Spindelring 163 sowohl über eine vorteilhafte Festigkeit verfügt als auch den Vorteil besitzt, dass der Spindelring 163 mit der Wand der Spindel 14 eng kontaktiert ist.
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Die Wellendichtringe 162a, 162b, Spindelringe 163a, 163b und die Feder 165 sind alle ringförmig, wobei der Innendurchmesser der Hülse 161 mit dem der obigen Komponenten identisch ist. Deutlich zu sehen ist, dass die Ränder der obigen aufeinandergestapelten Komponenten miteinander verbunden sind und auf diese Weise einen Aufnahmeraum 140 ausbilden, wobei das obere und das untere Ende des Aufnahmeraums 140 jeweils eine Öffnung aufweisen, durch die die Spindel 14 in den Aufnahmeraum 140 eingeschoben wird, wobei die Spindel 14 von der oberen Öffnung des oberen Aufnahmeraums 140 des Tragelements 160 her eingesetzt wird, danach in den Aufnahmeraum 140 gesteckt wird und dann weiter durchgesteckt wird, bis sie aus der unteren Öffnung des Aufnahmeraums 140 und aus dem unteren Ende des Tragelements 160 herausragt, sodass sie mit der Ventilöffnung 18 verbunden werden kann, wobei die Spindel 14 ferner eine Verpackungsabdeckung 17 aufweist, wobei, wenn die Spindel 14 im Aufnahmeraum 140 untergebracht ist, die obere Öffnung des Aufnahmeraums 1600, welche sich am oberen Ende des Tragelements 160 befindet, von der Verpackungsabdeckung 17 bedeckt wird, d. h. diese bedeckt die Öffnung des Aufnahmeraums 1600 des Tragelements 160, die von der Ventilöffnung 18 entfernt ist, wobei das Tragelement 160 zusammen mit der Verpackungsabdeckung 17 fixiert wird, sodass die Wellendichtringe 162a, 162b, die Spindelringe 163a, 163b und die Feder 165 im Aufnahmeraum 1600 abgedichtet werden. Ferner ist die Verpackungsabdeckung 17 an dem Ende angeordnet, an der das Tragelement 160 am weitesten von der Ventilöffnung 18 entfernt ist. In der obigen Ausführungsform kann die Feder 165 eine wellenförmige Feder sein und die Wellendichtringe 162a, 162b können aus einem komprimierbaren Material, wie z. B. Graphit, bestehen.
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Wenn die Feder 165 in dieser Ausführungsform eine wellenförmige Feder ist, wie in 3B gezeigt, weist die Feder 165 eine kontinuierliche wellenförmige Oberfläche und mindestens eine Vielzahl von angehobenen Bereichen 1651 und von abgesenkten Bereichen 1652 auf. Wenn die Feder 165 zwischen den Spindelringen angeordnet ist und die Spindelringe 163a, 163b aufeinandergestapelt sind, kontaktieren die angehobenen Bereiche 1651 der Feder 165 den Spindelring 163b, wobei die abgesenkten Bereiche 1652 der Feder 165 mit dem Spindelring 163a verbunden sind. Im Vergleich zur Spiralfeder weist die wellenförmige Feder aufgrund ihrer Form den Vorteil auf, dass diese weniger Platz benötigt, wobei sie im Vergleich zur Scheibenfeder außerdem den Vorteil aufweist, dass sie für das Ausüben der Kraft einen größeren Abstand aufweist und die Kraftverteilung gleichmäßig ist.
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Wie in 3C gezeigt, ist bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16a des Flüssigkeitsventils ferner eine Feder 171 oberhalb der Verpackungsabdeckung 17 angeordnet, wobei die Feder 171 auf die Verpackungsabdeckung 17 eine nach unten gerichtete Kraft ausübt, wodurch die Verpackungsabdeckung 17 wiederum eine nach unten gerichtete Kraft auf das Tragelement 160 und die Komponenten im Tragelement 160 ausübt, sodass die Komponenten in der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16a miteinander enger kombiniert sind. In dieser Ausführungsform ist die Feder 171 eine Scheibenfeder, jedoch ist die Art der Feder 171 in der vorliegenden Erfindung nicht auf diese beschränkt anzusehen.
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Im Vergleich zu den herkömmlichen Spindel-Verpackungs-Konstruktionen sind bei den obigen modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktionen 16, 16a zusätzlich noch eine Feder 165 und Spindelringe 163a, 163b angeordnet. Die Feder 165 ist in der Lage eine vertikale Schiebekraft für die anderen Komponenten zur Verfügung zu stellen, sodass, wenn die um die Spindel 14 herum angeordneten anderen Komponenten aufgrund eines langfristigen Gebrauchs beschädigt sind, die anderen ringförmigen Komponenten von der Schiebekraft der Feder 165 gedrückt werden, wobei die gedrückten und leicht verformten ringförmigen Komponenten in der Lage sind, selbst Beschädigungen und Lückenbildungen zwischen der Spindel 14 und dem Tragelement 160 zu verhindern, womit eine gleichmäßige Lastverteilung in der Spindel-Verpackungs-Konstruktion gewährleistet ist.
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Wie in 4A gezeigt, kann die Feder 165 zwischen den beiden Gruppen der Wellendichtringe 162a und der Wellendichtringe 162b eine effektive Wirkung erzeugen, sodass sich die Lastverteilung 80, 81, dadurch, dass der Unterschied zwischen den Lasten zwischen dem oberen Wellendichtring 162a und dem unteren Wellendichtring 162b reduziert wird, dem Idealzustand nähert. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Wellendichtring 162a und der Wellendichtring 162b, die sich am oberen und am unteren Ende der Feder 165 befinden, aus einem harten Material hergestellt. Wenn die Feder 165 auf die Spindelringe 163b, 163a eine Kraft ausübt, wird der Spindelring 163 durch diese Kraft nicht so leicht deformiert. Daraus folgt, dass die Feder 165 eine gleichmäßige Kraft ausübt. Wie in 4B gezeigt, nähert sich die Lastverteilung 80' des Wellendichtrings 162b oberhalb der Feder 165 bei der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16a aufgrund der Kraft der Feder 171 noch stärker dem Idealzustand.
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Bezugnehmend auf 3A und 5, welche eine schematische Darstellung des getrennten Zustands des Ventilkörpers von der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 des Flüssigkeitsventils darstellen, wird in 3A gezeigt, dass mehrere Komponenten im Aufnahmeraum 1600 des Tragelements 160 untergebracht sind, während in 5 gezeigt wird, dass das Tragelement 160 von unten nach oben aus der Wellendichthülse 122 entfernt werden kann. Wenn das Tragelement 160 nach oben hin entfernt wird, wird die Hülse 161 vom Tragelement 160 mitbewegt, da das Begrenzungsteil 1601 des Tragelements 160 und das Begrenzungsteil 1610 der Hülse 161 aneinander anliegen, sodass diese somit zusammen nach oben hin herausgezogen werden, wobei schließlich die gesamte modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 entlang der Wandfläche der Spindel 14 aus der Wellendichthülse 122 herausgezogen werden und vom Ventilkörper 12 des Flüssigkeitsventils 1 getrennt werden kann. Im Vergleich zu den herkömmlichen Flüssigkeitsventilen ist die erfindungsgemäße modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 des Flüssigkeitsventils 1 abnehmbar und einstückig, sodass diese eine bequeme Wartung ermöglicht.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 des Flüssigkeitsventils 1 ohne Spindelringe 163a, 163b und ohne Feder 165 ausgebildet sein. In diesem Ausführungszustand kann die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 noch zusätzlich vom Flüssigkeitsventil 1 getrennt und ausgetauscht werden.
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6 zeigt eine schematische Schnittansicht der dritten Ausführungsform einer modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion des Flüssigkeitsventils. Dabei sind die Komponenten und der Aufbau in der vorliegenden Ausführungsform der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16' ähnlich zur modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 in 3A, wobei der Unterschied allein darin liegt, dass ferner eine Feder 165' und ein Spindelring 163' zwischen der Hülse 161 der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16' und dem Wellendichtring 162 angeordnet sind, wobei die Feder 165' oberhalb der Hülse 161 angeordnet ist und der Spindelring 163' oberhalb der Feder 165' angeordnet ist, wobei ein erster Wellendichtring 162a, ein erster Spindelring 163a, eine Feder 165, ein zweiter Spindelring 163b und ein zweiter Wellendichtring 162b, also dieselben Komponenten wie die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 aufweist, der Reihe nach oberhalb des Spindelrings 163' angeordnet sind. Dieser Aufbau ist ähnlich der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16, weshalb der Aufbau hier nicht erneut beschrieben wird. In dieser Ausführungsform werden eine zweite Feder 165' und ein Spindelring 163', die eine Gruppe ausbilden, verwendet, damit die Lastverteilungen 80, 81' des Wellendichtrings 162a und des Wellendichtrings 162b in der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16' noch gleichmäßiger sind (siehe 7), wobei das obere Ende des Wellendichtrings 162b und das untere Ende des Wellendichtrings 162a eine ähnlich hohe Kraft erfahren. Darüber hinaus kann die Feder 165' eine wellenförmige Feder sein, deren Form der in 3B gezeigten Feder 165 entspricht, weshalb diese hier nicht erneut beschrieben wird.
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Wenn die modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktionen 16, 16', 16a des Flüssigkeitsventils 1 in fester und nicht abnehmbarer Weise angeordnet sind, beinhalten die modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktionen 16, 16' kein Tragelement 160 und keine Hülse 161. In diesem Fall umfassen die Spindel-Verpackungs-Konstruktionen 16, 16', 16a lediglich Wellendichtringe 162a, 162b, Spindelringe 163a, 163b und eine Feder 165, wobei die Spindel-Verpackungs-Konstruktionen 16, 16', 16a in dieser Ausführungsform zwar nicht vom Flüssigkeitsventil 1 getrennt werden können, jedoch eine gleichmäßige Lastverteilung aufweisen.
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Die erfindungsgemäßen modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktionen 16, 16', 16a des Flüssigkeitsventils 1, die Federn 165, 165' und die Spindelringe 163a, 163b, 163' gewährleisten, dass die Belastung der Spindel-Verpackungs-Konstruktion neben der Spindel 14 im Flüssigkeitsventil 1 immer gleichmäßig ist, wobei die Komponenten in der modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16, 16', 16a enger miteinander kombiniert werden können, sodass die Komponenten durch die schiebende Kraft leicht verformt werden können, wobei wenn Komponenten durch eine Benutzung beschädigt werden und dadurch Spalten entstehen, die Spalten auf diese Weise geschlossen werden können, wodurch das Austreten von Flüssigkeit aus den Spalten zwischen der Spindel 14 und dem Ventilkörper 12 reduziert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16, 16', 16a aus der Wellendichthülse 122 entfernt und zudem vom Ventilkörper 12 des Flüssigkeitsventils 1 getrennt werden. Daher kann das Wartungspersonal die Komponenten im Tragelement 160 leicht entfernen und erneuern, wobei sogar eine andere modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16, 16' 16a nach dem Entfernen einer modularen Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16, 16' 16a direkt in die Wellendichthülse 122 eingesetzt werden kann, wodurch die Wartungszeiten des Flüssigkeitsventils 1 erheblich reduziert werden, wobei das Tragelement 160 nach dem Entfernen der internen Komponenten noch weiterverwendet werden kann und somit ein umweltfreundlicher Effekt erzielt wird.
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Obwohl das in 2 gezeigte Flüssigkeitsventil 1 ein Schmetterlingsventil ist, ist die modulare Spindel-Verpackungs-Konstruktion 16 der vorliegenden Erfindung nicht auf ein bestimmtes Flüssigkeitsventil beschränkt. Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsventil 1 kann auch ein Kugelventil, ein Durchgangsventil oder ein anderes Ventil für Flüssigkeiten sein.
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Die vorstehende Beschreibung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und der Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann vorgenommen werden können, fallen unter den Schutzbereich der Ansprüche.
