DE2909224A1

DE2909224A1 - Balgventil

Info

Publication number: DE2909224A1
Application number: DE19792909224
Authority: DE
Inventors: Oliver Laszlo Danko; Bernard John Gallagher; Edward Emri Kish; Earl David Shufflebarger; David Michael Simko
Original assignee: Nupro Co
Current assignee: Nupro Co
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1979-09-20
Also published as: SG23985G; AU521478B2; GB2016653B; GB2016653A; FR2420070A1; NL7901944A; JPS6149549B2; CA1097603A; AU4503679A; FR2420070B1; HK51885A; JPS54128027A; US4201366A

Description

DIPPING. HELMUT BERKENFELD

■IS An der Schanz 2 WO3/3

^- .., _290922A

Nupro Company

Balgventil

Ui« Krfinduntf bezieht ßich auf Ventile und insbeaondere auf Ventile solcher Art, wie man sie gewöhnlich als Balgventile bezeichnet. Die Erfindung ist eine Verbesserung der Balgventile, welche in den USA-Patentschriften 3 278 156 und 3 787 beschrieben sind.

Gekennzeichnet durch eine Balgkomponente, welche dazu dient, das Innere des Ventils gegen die Atmosphäre abzudichten und gleichzeitig Bewegungen des Ventilschaftes während des Arbeitsganges aufzunehmen, haben Balgventile zunehmend weitere Annahme gefunden. Im Prinzip bietet die Vorstellung des Balgventiles bemerkenswerte Vorteile bei Anwendungen des sogenannten "geschlossenen Systems", wozu die Handhabung korrodierender und/oder gefährlicher Fließmittel bei hohen Temperaturen und Drucken zählt. Die meisten bekannten bisherigen Balgventile haben jedoch aus verschiedenen Gründen versagt, den steigenden Normen, welche durch steigend sinnreiche Systeme auferlegt werden, gerecht zu werden oder diese zu überschreiten*

Die in den vorerwähnten TJSA-Patentschriften 3 295 191 und 3 278 156 beschriebenen Balgventile haben den Stand der

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Technik um wertvolle Portschritte bereichert, doch wurde es nunmehr als erwünscht "befunden, den Grundaufbau weiter zu verbessern, um einen Ventilgebrauch für Anwendungen bei höherem Druck und höherer Temperatur als dies bisher möglich war, zu erlauben.

Erfindungsgemäß wird ein Balgventil geschaffen, welches einen Ventilkörper und einen hin- und hergehenden Ventilschaft mit einem Ventilverschluß an seinem vorderen bzw. inneren Ende aufweist, welcher mit einem Ventilsitz im Ventilkörper zusammenwirkt und eine Balgdichtung zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilkörper aufweist, wobei ein Vorderende bzw. inneres Ende des Balges an ein Vorderende bzw. inneres Ende des Ventilschaftes in Nachbarschaft des Ventilverschlusses angegliedert ist und wobei sein rückwärtiges bzw. äußeres Ende an ein rückwärtige bzw. äuüerea linde einer Anpassung buchse angegliedert ist, welche abdichtend am Ventilkörper befestigt ist, wobei der Balg sich durch mindestens einen Teil der Anpassungsbuchse hindurcherstreckt und der Schaft sich durch den Balg hindurcherstreckt, wobei die Anpassungsbuchse, der Balg und der Ventilschaft mit dem Ventilverschluß eine Anordnung bilden, von welcher die Anpassungsbuchse in einer Öffnung in einer Kappe des Ventilkörpers eng aufgenommen wird, wobei ein vorderes Ende bzw. inneres Ende der Anpassung als Anschlag dient, mit welchem der Ventilverschluß zusammenwirkt, um die Bewegung des Ventilverschlusses in Öffnungsrichtung zu begrenzen, und ferner eine Durckeinrichtung vorgesehen ist, welche mit dem rückwärtigen bzw. äußeren Ende des Ventilschaftes zusammenwirkt, um den Ventilschaft nach Vorwärts in seine Schließrichtung zu bewegen, und wobei eine getrennte Deckeinrichtung ebenfalls mit dem rückwärtigen bzw. äußeren Ende des Ventilschaftes zusammenwirkt, um diesen nach Rückwärts in seine Öffnungsrichtung zu bewegen.

Vorzugsweise besitzt die Kappenöffnung einen Durchmesser, wel cher größer ist als der Durchmesser des Durchganges, wobei

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Kappenöffnung und Durchgang in einen radial gelagerten Umfangsabsatz der Kappe übergehen, und die Anpassungsbuchse besitzt einen innersten Teil, wobei das innere Ende der Anpassung im Durchgang eng aufgenommen ist und ein Hauptkörper der Anpassung in der Kappenöffnung eng aufgenommen ist. Der innerste Teil der Anpassung und der Hauptkörper ^ehen in einen radial gelagerten, umfangsmäßigen Absatz der Anpassung über, welcher dazu ausgebildet ist, mit dem Absatz der Kappe eng zusammenzupassen. Zwischen den Absätzen der Anpassung und der Kappe befinden sich Dichtungen, um einen Fließmittelstrom vom Ventil her hieran vorbei zu verhindern.

Die erste und zweite Druckeinrichtung kann jeweils einen Handgriff und eine Vorspannfeder aufweisen, um Betätigung des Ventils von Hand zu erleichtern, oder sie können Teile einer Betätigungseinrichtung aufweisen, um eine Fernbedienung des Ventils zu erleichtern.

Der Ventilverschluß kann einen getrennten Ventilstöpsel bzw. -einsatz aufweisen, welcher vom Ventilverschluß zurückgehalten wird, wobei der Stöpsel dazu ausgebildet ist, mit dem Ventilsitz zum Schließen des Ventiles selektiv in Eingriff zu kommen.

Der Balg kann an seinen entgegengesetzen Enden Verbindungsflansche aufweisen, wobei der eine dieser Plansche an der Anpassungsbuchse angeschweißt ist und der andere Plansch am Ventilschaft in Nachbarschaft des Ventiles angeschweißt ist. Diese Anordnung kann für Zwecke der Reparatur oder des Austausches vom Ventilkörper leicht entfernbar sein.

Der Ventilstöpsel ist vorzugsweise aus einem nichtmetallischen Material gebaut, welches weicher ist als der Ventilsitz selbst, um eine Dichtungsberührung von Metall zu Metall aus zuschalt en.

Die Erfindung sei beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

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Pig. 1 ist eine Seitenansicht eines Balgventiles, welches gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gebaut ist;

Fig. 2 ist in größerem Maßstab eine Schnittansicht des in Fig. . 1 gezeigten Ventiles;

Fig. 3 ist eine Ansicht einer Ventilanordnung des in Fig. 2 gezeigten Balgventiles, wobei Teile davon im Schnitt gezeigt sind;

Fig. 4 ist eine Ansicht in größerem Maßstab des oberen eingekreisten Bezirkes in Fig. 2;

Fig. 5 ist eine Ansicht in größerem Maßstab des unteren eingekreisten Bezirkes in Fig. 2;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, welche eine Fernbetätigung zeigt, die am Ventil der Fig. 1-5 angebracht ist;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer leicht modifizierten Ausführungsform des Ventilkörpers; und

Fig. 8 ist eine umgekehrte Draufsicht auf den in Fig. 7 gezeigten Ventilkörper.

Die Zeichnungen veranschaulichen bevorzugte und wahlweise Ausführungsformen der Erfindung rein beispielhaft und sollen keinerlei Aussage, über den Rahmen der Erfindung machen. Ein Balgventil besitzt einen Ventilkörper A, eine Ventilanordnung B und eine Ventilsteuerung C.

Der Ventilkörper A weist einen im allgemeinen würfelförmigen Körperteil 10 mit einem Einlassdurchgang 12 und einem Auslassdurchgang 14 auf, welche beide mit einer zylindrischen Ventilkammer 16 in Verbindung stehen (Figuren 1 - 3). Die Kammer 16

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wird durch einen Durchgang definiert, welcher sich nach einwärts in den Körperteil 10 von einem offenen Sitz bzw. oberen Ende 18 aus, zu einem geschlossenen Vorderende bzw. unteren Ende 20 hin erstreckt. Der Einlass- und Auslassdurchgang 12, 14 stehen mit der Ventilkammer 16 auf entgegengesetzten Seiten des darin gebildeten Ventilsitzes 22 in Verbindung.

Die hindurchgehenden Durchgänge 12, 14 besitzen mit Gewinde versehene äußere Ansätze 30, 32 auf entgegengesetzten Seiten des Körperteiles 10. Diese mit Gewinde versehenen Ansätze sind dazu ausgebildet, herkömmliche Rohrarmaturen 34 zum Verbinden des Ventiles mit einem Fließmittelsystem aufzunehmen. Ein Außengewinde 36, welches sich auf der oberen Oberfläche des Ventilkörpers befindet, ist dazu ausgebildet, eine Sperrmutter 38 zum bequemen Montieren des Ventils auf einer Tafel P aufzunehmen, wie dies in Pig. 1 gezeigt ist.

Eine Kappe 40 bildet ein zusammenhängendes Ganzes mit dem Körperteil 10 und erstreckt sich nach rückwärts und aufwärts von diesem und besitzt eine Kappenöffnung 42, welche koaxial mit der Ventilkammer 16 gelagert ist. Die Kappenöffnung 42 besitzt einen größeren Durchmesser als die Ventilkammer 16, wobei die öffnung und die Kammer sich an einem radial sich erstreckenden Umfangsabsatz 44 der Kappe treffen. Die Punktion des Absatzes 44 wird nachstehend eingehender beschrieben. Axial nach einwärts vom äußeren offenenEnde der Kappenöffnung 42 aus sich erstreckend, befindet sich ein Innengewinde 46, und axial nach ^einwärts von dem äußeren Ende der Kappe 40 aus sich erstreckend, befindet sich ein Außengewinde 48.

Wenn auch der Ventilkörper A aus irgendeinem der Anzahl Materialien gebaut sein kann, so wird doch bei der bevorzugten Ausführungßiorm mit Vorteil Messing verwendet. Jedoch kann rostfreier Stahl oder dergl. ebenfalls verwendet werden, um einen Gebrauch des Ventils in verschiedener oder spezieller Umgebung

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zu ermöglichen, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Bei dem von Hand betätigten Ventil der Fig. 1-3 weist die Ventilanordnung B eine .Anpassungsbuchse 60 (nachstehend "Anpassungsmutter 60" genannt), einen Ventilschaft 62, ein Ventil 64, eine Vorspanneinrichtung 66 und einen Balg 68 auf. Diese Ventilanordnung ist in eingebauter Stellung in Fig. 2, und für sich selbst in Fig. 3 gezeigt. Der Aufbau der Ventilanordnung selbst und die zusammenwirkenden Beziehungen, wenn die Anordnung im Ventilkörper aufgenommen ist, schaffen verbesserten baulichen und betriebsmäßigen Nutzen als bisherige Balgventile.

Insbesondere besitzt die Anpassungsmutter 60 eine Anpassungsmutteröffnung 80, welche von einer rückwärtigen bzw. äußeren Stirnseite 82 zum vorderen bzw. inneren Ende 84 durch die Mutter verläuft. Wenn die Anpassungsmutter 60 sich im Ventilkörper 10 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet, so liegt die Öffnung 80 koaxial zur Ventilkammer 16 und der Kappenöffnung 42. Ein hülsenartiger Teil 86 erstreckt sich vom inneren Ende 84 der Anpassungsmutter aus, auf die Stirnseite des äußeren Endes der Anpassungsmutter zu, und geht an einem radial gelagerten Umfangsabsatz 88 der Anpassungsmutter in den oberen Teil 90 der Anpassungsmutter über. Der hülsenähnliehe Teil 86 ist so bemessen, daß er eng gleitend in der Ventilkammer aufgenommen wird und der Absatz 88 der Anpassungsmutter ist so bemessen, daß er mit dem Kappenabsatz 44 in einer noch zu beschreibenden Weise zusammenwirkt. Der obere Teil 90 der AnpaBsungamutter weist ein Außengewinde 92 auf, welches dazu ausgebildet ist, schraubmäßig mit dem Innengewinde 46 in der Kappenöffnung zusammenzuwirken. Ein im allgemeinen flacher Dichtring 94 ist eng über den hülsenähnlichen Teil 86 gegen den Absatz 88 aufgenommen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn die Ventilanordnung B, wie in Fig. 2 gezeigt, in den Ventilkörper A eingesetzt ist, so drückt der Dichtring gegen die Absätzee 44, 48, um eine Fließmittelabdichtung zwischen der Ventilanordnung B und dem Ventilkörper A zu erleichtern. Ein radial nach auswäre

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sich erstreckender Umfangsflansch 96 befindet sich rings um den oberen Teil 90 der Anpassungsmutter an deren Stirnseite 82 des rückwärtigen Endes, um die bequeme Installierung der Ventilanordnung im Ventilkörper zu erleichtern. Zu diesem Zweck besitzt der Plansch 96 eine vieleckige Gestalt' zur Schaffung zweckmäßiger Flächen für einen Schraubenschlüssel. Im Teil 90 der Anpassungsmutter befindet sich eine Rille 98, welche sich längs des Schraubengewindes 92 längsstreckt. Diese Rille erleichtert ein bequemes Prüfen des Dichtringes 94 ^auf Durchsickern.

Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht die Anpassungsmutter 60 aus Bronze und der Dichtring 94 aus KEL-F oder dergl. Andere Arten von Materialien können ebenfalls mit Vorteil verwendet werden, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Was den Dichtring 84 betrifft, können tatsächlich erwünschtermaßen andere Materialien verwendet werden, welche mit dem Fließmittelsystem verträglicher sind, in welchem das Ventil benutzt werden soll.

Der Ventilschaft 62 besteht aus einer langgestreckten Spindel 100, welche so bemessen ist, daß sie sich durch die Anpassungsmutter 60 hindurcherstreckt und von beiden Enden der Mutter nach auswärts vorspringt und ein gewölbtes rückwärtiges bzw. äußeres Ende 102 und ein gebördeltes vorderes Ende bzw. inneres Ende 104 aufweist, Das Ventil 64 befindet sich am Vorderende des Schaftes und weist einen Führungsteil 106 und einen Ventilteil bzw. Stöpsel 108 auf. Der Führungsteil 106 besitzt im allgemeinen einen vieleckigen Querschnitt und weist eine Anzahl abwechselnder Seiten 110 und Übergangszonen 112 auf. Bei der bevorzugten Anordnung ist der Führungsteil so bemessen, daß er ziemlich dicht gleitend in der Ventilkammer 16 aufgenommen wird und er besitzt eine im allgemeinen sechseckige Gestalt, obgleich andere Gestaltungen ebenfalls mit Vorteil verwendet werden können·. Dies schafft ein gleichmäßiges Führen bzw. Leiten des Ventiles· 64 sowie eine Herabsetzung des Berührungsausmaßes mit der Seitenwandung der Kammer, wodurch ein Reiben und dergl. herabgemindert wird. Die vieleckige Gestaltung schafft ferner eine

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gute "Abpump"-Eigenschaft für das Ventil.

Der Ventilteil bzw. Stöpsel 108 besitzt einen zylindrischen Körper 116 mit einem kegelstumpfförmigen Endbezirk 118, wobei ein wesentlicher Teil des Körpers 116 in einem abgedeckten, hülsenähnlichen Hohlraum 120 am innersten Ende des Ventiles am Führungsteil 106 aufgenommen ist. Der kegelstumpfförmige Bezirk 118 ist so bemessen, daß er zwecks Steuerung des Fließmittel-Btromes durch das Ventil hindurch, selektiv gegen den Ventilsitz 22 (Fig. 2) aufgenommen werden kann. Ein nach einwärts gewalzter Bezirk 122 erstreckt sich umfangsmäßig rings um den hülsenähnlichen Hohlraum 120 zum Festhalten des Ventilteiles 108 in seiner Stellung im Hohlraum 120.

Bei der bevorzugten Ausführungsform bestehen der Schaft 62 und der Führungsteil 106 des Ventiles 64 aus Bronze, wobei der Ventilteil 108 auB KEL-F oder dergl. besteht. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen können aber auch andere Materialien mit Vorteil verwendet werden zum Anpassen besonderer Ventilanwendungen und zur Verträglichkeit mit dem Fließmittel des Systems.

Der Balg 68 ist hohl, besitzt offene Enden und eine ziehharmonikaähnliche Gestalt. Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht der Balg aus Bronze und weist einen Balgkörper 130 mit einem rückwärtigen bzw. äußeren Ende 132 und einem vorderen bzw. inneren Ende 134 auf. Wie am besten aus den Fig. 4· und 5 ersichtlich, ist ein erster Flansch 136 am rückwärtigen Ende des Balges vorgesehen, und ein zweiter Flansch 138 ist in Nachbarschaft des Vorderendes des Balges vorgesehen. Wie bei bisherigen Konstruktionen ist der Balg gebaut, um ein Aussickern des Ventils zu verhindern und er ersetzt die herkömmlicheren Schaftpackungsdichtungen. Der Durchmesser des Balgkörpers 130 ist so bemessen, daß er durch die Öffnung 80 der AnpasBungBinutter aufgenommen werden kann und daß er ausgedehnt und zusammengezogen werden kann, ohne eine beeinträchtigende Beziehung zwischen dem Balg und den Seitenwandungen der öffnung zu verursachen, Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Flansch 136 gegen die Seitenwandung der Öffnung 80 der Anpassungsmutter in Nachbarschaft der rückwärtigen Endsei'te 82 eng aufge-

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nommen ist. Das rückwärtige Ende des Balges wird in seiner Stellung gehalten durch inerte Schweißtechniken, um den Gebrauch von Hartlot oder Zinnlot auszuschalten, welche bisher in großem Umfang angewandt wurden. Wegen des Gebrauchs inerter Schweißtechniken existiert kein Rückstand von Flußmittel oder dergl., wie er gebildet wird, wenn man Hartlot oder Zinnlot verwendet, was das Fließmittelsystem verunreinigen könnte, wenn man das Ventil zum tatsächlichen Gebrauch bringt. Fig. 5 zeigt den Flansch 138 am Vorderende 134 des Balges, wie er dicht gegen die äußere Oberfläche des gebördelten inneren Endes 104 des Schaftes aufgenommen ist. Das Vorderende 134 des Balges wird in seiner Stellung gehalten durch die gleiche Schweißtechnik mit Inertgan wie sie oben erörtert ist, und die Einzelheiten der Inertgas-Schweißtechnik kann, wenn gewünscht, variiert werden, um sich den Ventilanwendungen anzupassen. Ist der Balg so installiert, so ist ein Teil der langgestreckten Schaftspindel 100 abdichtend davon umgeben.

Die Vorspannungseinrichtung 66 (Fig. 3) besteht aus einer Druckfeder 150 zwischen einer flachen Rückhaltescheibe 152 und der rückwärtigen Endseite 82 der Anpassungsmutter 60. Ein herkömmlicher Klemmring 154 oder dergl. ist zum Festhalten der Scheibe 152 in ihrer Stellung in einer Rille 156 aufgenommen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wirkt die Feder 150 fortwährend gegen die Seheibe 152, um den Schaft und das Ventil nach auswärts bzw. nach rückwärts der Anpassungsmutter zu drücken, bis deren inneres Ende 84 in Tuchfühlung kommt mit der rückwärtigen Oberfläche des Ventiles, wie durch den Führungsteil 106 definiert.

Die gesamte Ventilanordnung B (Fig. 2) ist im Ventilkörper A mittels gewindemäßigen Eingriffs zwischen den Innengewinden auf der Kappenöffnung 42 und den Außengewinden 92 auf dem oberen Teil der Anpassungsmutter angebracht. Die Anpassungsmutter 60 wird gewindemäßig in die Kappenöffnung vorgeschoben, bis die Absätze 44, 88 druckend mit dem Dichtring 94 in Eingriff kommen,

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sodaß hierzwischen Fließmi-fcteldichtigkeit geschaffen wird. Wie oben bemerkt, dichtet der Balg 68 den Schaftbezirk ab. Erst einmal so installiert, kann der Schaft 62 nach einwärts oder auswärts der Anpassungsmutter 60 bewegt werden, um eine entsprechende Bewegung des Ventiles in der Ventilkammer 16 zum Steuern des Fließmittelstromes durch das Ventil hindurch herbeizuführen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung befindet sich der kegelstumpfförmige Bezirk 118 des Ventilteiles bzw. des Stöpsels im Eingriff mit dem Ventilsitzbezirk 22, um den Fließmittelstrom vom TCinlassdurch^ang 12 zum Auslassdurchgang 14 zu verhindern. Wenn gewünscht, kann der Flansch 96 der Anpassungsmutter 60 an die äußere Endseite des Kappenbezirkes 40 hartgelötet sein, wenn ein hermetisch abgedichtetes Ventil gewünscht ist. Da der weiche Ventilteil bzw. Stöpsel sich im Abstand von diesem Bezirk befindet, erleidet dieser keine Beschädigung durch Hitze.

Zur Ermöglichung eines selektiven üffnens und Schließens des Ventils ist eine Ventilsteuereinrichtung C vorgesehen. Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung besteht diese Einrichtung aus einem Knopf bzw. Handgriff 160 mit einem radial nach auswärts gebördelten Teil 162 und einem becherförmigen Hauptkörperteil 164. Dieser hohle becherförmige Körperteil besitzt ein Innengewinde 166, welches dazu ausgebildet ist, mit dem Außengewinde 48 auf der Kappe 40 gewindemäßig zusammenzupassen. Eine konische Aussparung 168 wirkt auch mit dem gewölbten äußeren Ende 102 der Schaftspindel 100 zusammen, und eine Fließmitteltestöffnung 170 gibt eine Verbindung durch die Seitenwandung des Körperteiles 164. Wenn der Knopf 160 auf der Kappe 40 vorgeschraubt wird, so wird die nach auswärts drückende Kraft der Feder 150 überwunden und der Ventilschaft und das Ventil werden vorwärts bzw. einwärts in die Ventilkammer 16 gedrückt, bis der kegelstumpfförmige Bezirk 118 des Ventilteils bzw. Stöpaels mit dem Ventilsitz 22 in Berührung kommt. Wenn der Knopf gewindemäßig aus der Kappe 40 zurückgezogen wird, so veranlasst die Feder 150 den Schaft und das

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Ventil, nach rückwärts bzw. axial auswärts durch die Ventilkammer hindurch bewegt zu werden und gestattet einen Fließmittelstrom vom Einlassdurchgang 12 zum Auslassdurchgang 14* Wegen der Beziehung zwischen dem konischen Bezirk 168 des Knopfes und der gewölbten Gestalt des äußeren Endes 102 des Schaftes, verursacht die Gehraubbewegung des Knopfes 160 in Bezug auf die Kappe 40 lediglich eine translatorische Bewegung des Schaftes und Ventile ohne merkliehe Torsionsübertragung, sodaß der Balg bzw. seine Montage an seinen entgegengesetzten Enden nicht gestört bzw. zerstört wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform kann der Hub des Schaftes und Ventils im Bereich von nur etwa 1,6 mm liegen. Wenn das Ventil eine Wartung oder einen Ersatz erfordert, ist es nur nötig, für einen leichten Zugang die gesamte Ventilanordnung B aus dem Ventilkörper A zu entfernen.

Die Pig. 6 zeigt das Balgventil der Fig. 1-5, wobei der Knopf bzw. Handgriff 160 durch eine ferngesteuerte Betätigungsanordnung 172 ersetzt ist. Wenn auch diese Betätigungsanordnung verschiedene Formen annehmen oder aus unterschiedlichen Typen bestehen kann, ist hier zum Zwecke der Veranschaulichung eine doppelt wirkende, mit Luft betriebene Betätigung gezeigt.

Bei dieser Anordnung ist zum Unterbringen einer Betätigungseinrichtung der Knopf bzw. Handgriff vom Ventil abgenommen und der Klemmring 154, die Scheibe 152 und die Feder 150 sind aus der Ventilanordnung B entfernt, damit eine becherförmige Adapterarmatur 174 mit einem inneren Schraubengewinde 176, schraubmäßig auf dem Außengewinde 48 der Kappe 40 aufgenommen werden kann. Ein mit Außengewinde versehenes Drucklager 178 erstreckt sich nach auswärtB von der Adapterarmatur 174 auf deren anderer Seite von dem becherförmigen Teil und eine Bohrung 180 geht durch das Drucklager 178 hindurch in die Verbindung mit der Innenseite des becherförmigen Teils. Wenn die Adapterarmatur 174 auf der Kappe eingerichtet ist, so befindet sich die Bohrung 180 koaxial

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mit der Spindel 100, damit die Spindel darin aufgenommen werden kann. Ein Betätigerkörper 182 mit einem mit Schraubengewinde versehenen Hohlraum 184 ist auf das Drucklager 178 aufgeschraubt, wobei vorteilhaft eine Scheibe 186 zwischengelegt ist.

Eine Bohrung 188 mit mehreren Durchmessern erstreckt sich durch den Betätigerkörper 182 hindurch und nimmt einen Betätigerstab 190 auf. Das unterste Ende des Stabes weist einen vergrößerten Kopf 192 mit einem den Schaft aufnehmenden Hohlraum 194 auf, welcher sich von seinem untersten Ende axial nach einwärts erstreckt, zur Aufnahme des obersten Endes der Spindel 100. Ein Festhaltestift 196, we]eher durch don Kopf V)2 und dio Spindel 100 hindurchgeht, hält diese Komponenten in zusammenwirkender Berührung miteinander. Das oberste Ende des Stabes 190 ist zweckmäßig .an einer Diaphragmaanordnung 198 befestigt, welche gebraucht wird, um das Ventil selektiv zu öffnen und zu schließen und zwar durch Herbeiführen einer translatorischen Bewegung des Ventilschaftes und des Ventiles über den Stab 190. Eine Fließmittelöffnung 200 durchdringt die Seitenwandung des Betätigerkörpers 182 und erleichtert das Hindurchgehen von Luft unter Druck durch einen Durchgang 202 hindurch zu einem Hohlraumbezirk 204 auf der einen Seite der Diaphragmaanordnung 198, um das Ventil selektiv in Offenstellung zu bewegen.

Eine Betätigerkörperhaube 208 ist mit Schraubengewinde bei 210 auf dem Betätigerkörper 182 aufgenommen. Eine Fließmittelöffnung 212 durchdringt die obere Wandung der Haube und erleichtert das Hindurchgehen von Luft unter Druck in einen Hohlraum 214 auf der anderen Seite der Diaphragmaanordnung 198 zum selektiven Bewegen des Ventils in Geschlossenstellung.

Es können angemessene herkömmliche (nicht gezeigte) Steuereinrichtungen zum Steuern des Öffnens und Schließens des Ventils vorgesehen sein, wenn dies erforderlich und/oder erwünscht ist. Wenn auch die Anordnung der Fig. 6 einen doppelt wirkenden

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Luftbetätiger mit den getrennten Öffnungen 200 und 212 als Mittel zum Rückwärts- und Vorwärtsbewegen des Ventilschaftes zeigt, so können doch auch andere Typen und Arten an Betätigem in gleicher Weise zum Gebrauch mit dem vorliegenden Balgventil angewandt werden. Beispielsweise können auch mit Vorteil normalerweise offene und normalerweise geschlossene Typen an Betätigern, sowie auch Betätiger angewandt werden, welche nicht luftbetrieben sind. Außerdem können andere Einrichtungen zum Befestigen des Betätigers am Ventil zur Anpassung unterschiedlicher Systemumgebungen bzw. Ventilanwendungen angewandt werden, und diese anderen Einrichtungen müssen nicht notwendigerweise das Entfernen des Klemmringes 154, der Scheibe 152 und der Feder 150 aus der Zusammenstellung der Ventilanordnung B erfordern.

Etliche Merkmale des veranschaulichten Balgventiles bringen Verbesserungen mit sich. Zunächst erleichtert die Konstruktion den Gebrauch eines Ventilteiles 108 mit weichem Sitz, welcher aus KEL-F oder anderen weichen Materialien bestehen kann, die mit einem Fließmittelsystem verträglich sind, mit welchem das Ventil verwendet werden soll. Dies schaltet dann jede Metall-Metall-Berührung zwischen dem Ventil und dem Ventilsitz aus, wie sie bisher für einige Balgventilkonstruktionen nach dem Stand der Technik der Fall war. Ein Grund dafür, daß Metallventile bisher verwendet worden sind, war einfach auf die Natur der Konstruktion und Anordnung für einige bisherige Ventile zurückzuführen. In dieser Hinsicht erfordert die in der USA-Patentschrift 3 295 191 gezeigte Balgventilanordnung ein Hartlöten oder Weichlöten in enger Nachbarschaft des Ventils während seines Zusammenbaus. Ein solches Hartlöten oder Weichlöten würde den physikalischen Zusammenhang des weichen Ventilteils bzw. Stöpsels 108 nachteilig beeinflussen.

Jedoch beim vorliegenden Balgventil kann sämtliches Schweißen, Hartlöten oder Weichlöten, welches für die Ventilzusammenstellung B erforderlich ist, vor der Zeit vollzogen werden, wo der weiche Ventilteil bzw. Stöpseleinsatz in den hülsenähnlichen

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Hohlraum 120 eingesetzt wird. Weil ein weiches Ventilteil bei dem Ventil so leicht brauchbar ist, ist das Ventil darüberhinaus leichter anpassbar an die Verwendung mit Luftbetätigern oder mit anderen Fernbetätigungseinrichtungen. Wenn es auch möglich war, Luftbetätiger oder dergl. mit bisheringen Ba]gventilkonstruktionen mit Ventilteilen und Ventilsitzen mit Metall-Metall-Berührung zu verwenden, so war ee doch erforderlich, überdimensionierte Betätiger anzuwenden, um eine gute, zwangsläufige DichtungsbeZiehung zwischen den Ventilteilen und den Ventilsitzen zu gewährleisten. Somit gestattet die vorliegende Konstruktion dem Gebrauch kleinerer Luftbetätiger bsw. Pernbetätigereinrichtungen wie solcher, wie in Fig. 6 gezeigt, während dennoch gute Ventildichtergebnisse sichergestellt sind.

Ein noch weiterer Vorteil deo Balgventiles ist der herabgesetzte ringförmige Dichtbezirk zwischen der Ventilanordnung B und dem Ventilkörper A. Die vorliegende Konstruktion schafft nämlich einen herabgesetzten Dichtbezirk zwischen dem Absatz 44 der Kappe, dem Absatz 88 der Anpassung und dem Dichtring Weil dieser Dichtbezirk bzw. Durchmesser geringer ist, als derjenige, welcher bei vielen bisherigen Balgventilkonstruktionen angewandt wird, gestattet er höhere Druckraten für das Ventil wegen einer entsprechenden Herabsetzung des Auflagerdruckes, welcher am Dichtungsbezirk während des Ventilgebrauchs ausgeübt wird.

Weiter noch ist der Balg 68 bei der vorliegenden Konstruktion umgekehrt von einigen bisherigen Konstruktionen, wodurch das vorliegende Ventil eine spezielle Verbesserung schafft. Bei der neuen Konstruktion wird der Fließmitteldruck vom Systemfließmittel nämlich auf die Außenseite des Balges ausgeübt und nicht auf die Innenseite. Weil der Balg größeren äußeren Kräften bzw. Druckkräften widerstehen kann als inneren Kräften bzw. Spannungskräften, gestattet dieses Merkmal dem Ventil einen Gebrauch bei höheren Systemdrucken. Außerdem ermöglicht es die Gesamtkonstruktion des Ventils, daß der Durchmesser des Balges 68 geringer ist als der Durchmesser des Balges vieler bisheriger Ventilkonstruk-

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riemen zum Herabsetzen der Druck belastung. Dies trägt auch dazu bei, das Ventil bei höheren Fließmittelsystemdrucken benutzen zu können. Bisherige Ventile, für welche die vorliegende Konstruktion eine spezielle Verbesserung schafft,

f. ρ
sind mit maximal 4,14x10 N/m bewertet worden, wohingegen die vorliegende Konstruktion eine Bewertung von maximal

f. ρ

6,9x10 N/m ergibt. Darüberhinaus besitzen bisherige Ventile eine Maximaltemperaturbewertung von 149⁰C bei 6,9x10'' N/m '"', ¥ohinr;o/;(>n die vorliegende Konstruktion eine maximale Temperaturbewertung von 149 ° C bei 3,45x10 N/m besitzen.Somit schafft die Gesamtkonstruktion des vorliegenden Ventils stark verbesserte Ventilfähigkeiten über weit größere Druckbereiche.

Schließlich kann die Ventilanordnung B als Einheit aus dem Zusammenwirken mit dem Ventilkörper Λ entfernt werden. DieneB Merkmal ist vorteilhaft vom Standpunkt der Vehtilwartung und -unterhaltung. Viele bisherigen Balgventile weisen solche Konstruktionen auf, daß es sehr schwierig und in einigen Fallen unmöglich ist, sich Zugang zu der Ventilanordnung zum Zwecke der Reparatur oder des Ersatzes zu schaffen, wodurch kostbare Reparaturzeit erforderlich wird oder der Ersatz des gesamten Ventil es im Falle eine s Ventilversagens.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine leichte Modifizierung des Ventilkörpers. Zur leichteren Veranschaulichung und Kenntnisnahme der Veränderungen, sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszahlen und neue Komponenten mit neuen Bezugszahlen bezeichnet. Hier ist ein Rohrstutzen 220 im Einlassdurchgang 12' eng aufgenommen und damit verbunden, und ein Rohrstutzen 222 ist in ähnlicher Weise im Auslassdurchgang 14' eng aufgenommen und damit verbunden. Diese Rohrstutzen erleichtern nur das Einsetzen des Ventils in ein Pließmittelsystem durch andere herkömmliche Maßnahmen* Der Körperteil 10' des Ventilkörpers A' besitzt auch hier eine im allgemeinen zylindrische Gestalt, wodurch das maschinelle Herausarbeiten des Ventilkörpers aus herkömmlichem rundem Material erleichtert wird. Wie in Fig. 8 gezeigt, sind

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in der Bodonwiuidung do 13 Vimtj Lkörpora _f;ce ignete angebohrte Löcher 230, 232 vorgesehen, um eine Bügelmontage in dem Fall zu erleichtern, daß das Merkmal der Tafelmontage durch Verwendung der Mutter 38' nicht möglich oder tunlich ist. Die verbleibenden Merkmale der Gesamtkonstruktion bei der Ausführungsform der Pig. 7 und 8 sind im wesentlichen die gleichen, wie sie zuvor oben unter Bezugnahme auf die Pig. 1-6 erörtert wurden.

Zusammenfassend beinhaltet die Erfindung ein Balgventil mit einem Ventilkörper A, welcher einen Ventilsitz 22 und einen Fließmitteleinlaß 12 und einen Fließmittelauslass 14 aufweist, welche mit entgegengesetzten Seiten des Sitzes in Verbindung stehen. Eine Kappe 40 bildet mit dem Ventilkörper A ein zusammenhängendes Ganzes und weist eine Kappenöffnung 42 auf. Eine Ventilanordnung Ti ist als Einheit in der Kappenöffnung aufnehmbur und wo i u t einen VenLil veruohJ uii:j (><1 auf dem inneren Ende des Ventilschaftes 62 zum Zusammenwirken mit dem Ventilsitz 22 auf. Diese Ventilanordnung ist für Zwecke der Reparatur oder des Ersatzes aus dem Ventilkörper als Einheit entfernbar und besitzt eine Anpassungsbuchse 60, welche mit Gewinde in der Kappenöffnung aufnehmbar ist, den Ventilschaft 62 mit darauf befindlichem Ventilteil 64, und einen Balg 68, welcher durch die Kappenöffnung hindurchgeht und zwar so, daß er zumindest einen Teil des Schaftes umgibt. Das rückwärtige Ende des Balges 68 ist an der Anpassungsbuchse befestigt, wobei das andere Ende am Ventilschaft in Nachbarschaft des Ventilverschlusses befestigt ist, sodaß Fließmittel, welches durch das Ventil hindurchgeht eine radiale Einwärtskraft gegen den Balg ausübt. Eine erste Druckeinrichtung (Feder 150) ist dazu ausgebildet, den Ventilschaft und das Ventil in einen Offenzustand des Ventils selektiv zn bewegen, und eine zweite Druckeinrichtung (Betätigungsknopf 160) ist dazu ausgebildet, den Ventilschaft und das Ventil in einen geschlossenen Zustand des Ventils zu bewegen. Das Ventil ist ausgebildet sowohl für Handbetrieb als auch für Fernbetrieb, wobei zum letzteren Zweck Fließ-

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mittelbetatigungseinrichtungen vorgesehen sind.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsformen speziell abgestellt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weiteres gegeben.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.j Balgventil mit einem Ventilkörper und einem hin- und hergehenden Ventilschaft mit einem Ventilverschluß an seinem vorderen bzw. inneren fönde, welcher mit einem Ventilsitz im Ventilkörper zusammenwirkt; und mit einer Balgdichtung zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilkörper, wobei das eine Ende des Balges am Ventilschaft angegliedert ist und das andere Ende an einem Anpassungselement angegliedert ist, welches abdichtend im Ventilkörper befestigt ist, wobei der Balg sich durch mindestens einen Teil des Anpassungpelementes hindurcherstreckt und der Schaft sich durch den Balg hindurcherstreckt, wobei ein vorderes bzw. inneres Ende des Anpassungselementes als Anschlag dient, mit welchem der Ventilverschluß zusammenwirkt, um die Bewegung des Ventilverschlusses in Öffnungsrichtung zu begrenzen; und ferner Einrichtungen, welche mit dem rückwärtigen bzw. äußeren Ende des Ventilschaftes zusammenwirken zum Bewegen des Ventilschaftes nach vorwärts in seine Schließrichtung, und wobei getrennte Einrichtungen ebenfalls mit dem rückwärtigen bzw. äußeren Ende des Ventilschaftes zusammenwirken, um diesen nach rückwärts in seine Offnungsrichtung zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere bzw. innere Ende (134) des Balges (68) abdichtend am vorderen bzw. inneren Ende (104) des Ventilschaftes (62) in Nachbarschaft des Ventilverschlusses (64) angegliedert ist, und das rückwärtige bzw. äußere Ende (132) des Balges (68) am rückwärtigen bzw. äußeren Ende des Anpassungselementes (60) angegliedert ist; und daß das Anpasaunaselement (60), welches einen Teil der Anordnung (B) des Anpassungselementes, der Balg und der Ventilschaft mit darauf befindlichem Ventilversehluß (64) in Form einer Buchse vorliegt, welche innerhalb, einer Öffnung (42) in einer Kappe (40) des Ventilkirpers (A) eng aufgenommen ist.

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2. Balgventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassungselement (60) einen Absatz (88) bei oder In Nachbarschaft Beines vorderen bzw. inneren Kndes (84) aufweist und das- Gehäuse (A) einen komplementären Absatz (44) aufweist, welcher vorwärts bzw. einwärts der Kappenöffnung (42) gelagert ist, wobei die Absätze (88, 44) zueinander anstoßend gehalten werden und dazwischen eine Dichtung (94) eingelegt ist.

3. Balgvontil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige bzw. äußere Teil (90) des buchsenähnlichen Anpassungselementes (60) ein Schraubengewinde (92) aufweist, welches mit einem Innengewinde (46) in der Kappenöffnung (42) zusammenpasst.

4. Balgventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das buchsenähnliche Anpassungselement (60) einen hülsenähnlichen Teil (86) aufweist, welcher nach vorwärts bzw. einwärts in einen zylindrischen Teil (B) verminderten Durchmessers der Kappenöffnung vorspringt, und dessen Vorderende (84) den Anschlag für den Ventilverschluß (64) bildet.

5. Balgventil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilverschluß (64) einen getrennten Ventilteil (118) aufweist, welcher mit dem Ventilsitz (22) in abdichtende Berührung gebracht werden kann,

6. Balgventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des getrennten Ventilteiles (118) weicher ist als das Material des Ventilsitzes (22).

7. Balgventil nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsteil (106) des Ventilverschlusses (64) in der Bohrung (18) im Ventilkörper (A) gleitend geführt ist.

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S. Balgventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (106) des Ventilverschlusses (64) einen vieleckigen Querschnitt besitzt.

9. Balgventil nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindun ;sflansch (136) am rückwärtigen bzw. äußoren Hnde (13Γ') des l'.algos (6H) am rückwärtigen bzw. äußeren linde der üLTnung (So) im Anpassungselement (60) angeschweißt ist, und daß ein Verbindungsflansch (153) am vorderen bzw. inneren Ende (134) des Balges am vorderen bzw. inneren Ende (104) des Ventilschaftes (62) angeschweißt ist.

10. Balgventil nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen des Ventilschaftes nach rückwärts in Öffnungsrichtung eine Feder (1b0) aufweist, welche einen Teil der Ventilanordnung (B) bildet.

11. Balgventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen des Ventilschaftes nach vorwärts in Schließrichtung die Kraft der Feder (150) überwindet.

12. Balgventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bewegen des Ventilschaftes nach vorwärts einen Betätigungsknopf (160) aufweist, welcher mit Schraubengewinde in der Kappe (40) aufgenommen ist und in Antriebsberührung mit dem äußeren Ende (1o2) des Ventilschaftes (68) steht.

■13. Bnlgventil nach Annpruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet_t daß mindestens eine der Einrichtungen zum Bewegen des Venschaftes einen Betätiger aufweist.

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14. Balgventil nach Anspruch 1 'ί, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Einri c;h tunken zum Bewegen dos Ventd l3chaf tes einen Betätiger aufweist und die andere eine Feder aufweiut.

15· Balgventil nach Λ nc pruch 1 ί, dadurch gekennze ichnet, daß , ede der Einrichtungen zum Bewegen des Ventilschai'tes einen durch Fließmittel betriebenen Betätiger aufweist.

16. Balgventil nach Anspruch 1Ϊ5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betäti^er ein gemeinsames Botätigungsdiaphragma (19β) oder einen gemeinsamen Koiben aufweisen, welcher die entsprechenden Betätigerkammern (204, 214) trennt.

17. Balgventil nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (40) ein zusammenhängendes Qanzes mit dem Ventilkörper (A) bildet.

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