DE3688332T2 - Balgdichtungsventil. - Google Patents

Balgdichtungsventil.

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DE3688332T2 DE8989200525T DE3688332T DE3688332T2 DE 3688332 T2 DE3688332 T2 DE 3688332T2 DE 8989200525 T DE8989200525 T DE 8989200525T DE 3688332 T DE3688332 T DE 3688332T DE 3688332 T2 DE3688332 T2 DE 3688332T2
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K41/00—Spindle sealings
    • F16K41/10—Spindle sealings with diaphragm, e.g. shaped as bellows or tube

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Description

  • Diese Erfindung betrifft Ventile oder spezielle Ventile des Typs, die gemeinhin als Faltenbalgventile bezeichnet werden. Die Erfindung ist speziell anwendbar an invertierten Faltenbalgventilen und wird mit spezieller Bezugnahme dazu beschrieben. Es wird aber hervorgehoben, daß die Erfindung einen breiteren Anwendungsbereich hat und verwendbar ist in Gebrauch in anderen Umgebungen oder Anwendungen.
  • Der wachsende Gebrauch von Faltenbalgventile wurde durch das Bedürfnis begünstigt, das Ventilinnere gegenüber der äußeren Umgebung abzudichten wie es beispielsweise speziell beim Hantieren mit korrosiven Flüssigkeiten auftreten kann. Der Ausdruck "invertierter Faltenbalg" bezieht sich auf die Tatsache, daß der Faltenbalg relativ zum Stößel oder zum Stößelkopf derart abgedichtet ist, daß das Systemfluid äußerlich auf den Faltenbalg wirkt, anstelle innerlich. Es wurde gefunden, daß der Faltenbalg in derartigen Ventilen größeren externen Kräften als internen Kräften, widerstehen kann, so daß der Gebrauch von dem invertierten Typ Faltenbalgventil bei höheren Systemdrücken möglich ist. Viele der zum Stand der Technik gehörenden Bauteile haben maximal Druckbereiche von beispielsweise 600 psi (41 Bar) und das Ventil, welches in der US-A-4 201 366 beschrieben ist, hat einen maximalen Druckbereich von 1000 psi (67,7 Bar). Eine zuverlässige Absperrfunktion unter jeder Druck- oder Vakuumbedingung innerhalb seines Bereichs ist also eine wichtige Voraussetzung gemeinsam mit einer verminderten Verformung des Faltenbalges unter Lastwechsel bei Druckbeaufschlagung. Die wachsenden Standards für die industrielle Verwendung wurden bis jetzt bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen noch nicht erreicht.
  • Es war deshalb wünschenswert, die zugrundeliegende Ausgestaltung zu verbessern, wobei die Ventilstruktur höheren Druckanforderungen widerstehen kann, ohne Qualitätsverlust in der Ventilanordnung. Ein Gesichtspunkt der Erfindung ist es, ein neues und verbessertes Ventil vom Typ invertierter Faltenbalg anzugeben, welches eine höhere Druckbeanspruchung zuläßt.
  • Von der US-A-42 01 366 ist ein Faltenbalgventil offenbart, welches einen Ventilkörper aufweist, der Einlaß- und Auslaßkanäle, eine in Strömungsverbindung mit einem der Kanäle stehenden Ventilkammer und einen Ventilsitz aufweist, welcher zwischen der Ventilkammer und dem jeweils anderen Kanal angeordnet ist. Weiter weist dieses Ventil einen Verschlußring auf, welcher eine Austrittsöffnung der Ventilkammer verschließt, einen Ventilstößel, der einseitig einen Stößelkopf hat zur wahlweisen dichtenden Beaufschlagung des Ventilsitzes, um dem Fluid-Strom zwischen Einlaß- und Auslaßkanal zu steuern, Antriebsmittel um eine wahlweise Öffnungs- und Schließbewegung des Ventil-Stößels zu erreichen, und einen Faltenbalg, welcher einen Teilbereich des Stößels umgibt und dichtend mit dem anderen Ende befestigt ist, bzw. am Verschlußring und am Ventilstößel, um den Stößel gegenüber dem Fluid-Strom, welcher durch die Ventilkammer strömt, zu isolieren, wobei das Fluid eine äußere Druckkraft auf den Faltenbalg ausübt.
  • In der US-A-42 01 366 weist der Verschlußring eine Adapter-Mutter und einen flachen Dichtring auf, welcher zwischen einer Schulter des Ventilkörpers und einer Schulter der Adapter-Mutter aufgenommen ist. Eine nicht richtige Gewindestellung zwischen Adapter- Nuß und dem Ventilkörper kann dabei zu einer fehlerhaften Dichtung führen.
  • Von der GB-A-21 25 581 wird ein ähnliches Faltenbalgventil offenbart, wobei der Verschlußring eine Bohrung in einem Führungskanal verschließt, welcher ein Stützglied für das Ventilschließglied axial führt.
  • Ein Faltenbalgventil gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring eine Stufendichtung mit der Austrittsöffnung der Ventilkammer ausbildet. Dabei ist der Verschlußring ringförmig ausgebildet, um den Stößel aufzunehmen und beinhaltet eine langgestreckte Büchse, welche den Stößel umgibt, um eine Zentrierung und eine Führung des Stößels zu bewirken. Der Verschlußring hat weiter eine abgeschrägte Oberfläche, damit der Ring und der Faltenbalg gegenüber der Austrittsöffnung der Ventilkammer zentriert wird.
  • Der Gebrauch der Stufendichtung bewirkt eine entsprechende Dichtung des Fluids innerhalb der Ventilkammer. Vorzugsweise wirkt eine Kappe zusammen mit einer Haltemutter, um die Kappe und den Verschlußring kräftig in dichte Anlage mit dem Ventilkörper an der Austrittsöffnung der Ventilkammer zu bringen. Die abgeschrägte Oberfläche ist an dem Verschlußring vorgesehen, um ein präzises Passen zwischen Ring und Ventilkörper zu gewährleisten und unterstützt die axiale Justierung des Ventilstößels. Der Stößel kann koaxiale erste und zweite Gewindeverbindungen aufweisen. Solche Gewindeverbindungen gewährleisten einen positiven Stößelrückzug und ermöglichen den Ausbau der Faltenbalganordnung in einem Stück, so daß die Wartung und die Erneuerung erleichtert ist. Nach Belieben zwingt ein Druckantrieb den Stößel entweder axial einwärts oder axial auswärts gegen die Kraft eines entgegengerichteten Federmittels. In einer normal-geschlossen Ausgestaltung ist die Gegenkraft von einem Paar innerer und äußerer Spiralfedern gebildet, welche mit einem Taumel-Kragen zusammenwirken. Der Taumelkragen liegt auf den Ventilstößel auf und hat eine geneigte innere Oberfläche, um irgendwelche ungleichen Federkräfte ausgleichen zu können, welche auftreten können.
  • Entsprechend einer Ausbildung der Erfindung beinhaltet das Antriebsgehäuse ein Verschlußglied, welches damit schraubverbunden ist. Das Verschlußglied hat eine Öffnung, welche dazu vorgesehen ist, den Ventilstößel in Verbindung mit der Kappe aufzunehmen. Eine enge Paßtoleranz zwischen dem Verschlußglied und dem Antriebsgehäuse erlaubt eine axiale Einstellung des Antriebs gegenüber dem übrigen der Ventilanordnung.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist das Vorsehen eines neuen invertierten Faltenbalgs, welcher bei höheren Systemdrucken angewendet werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in einer strukturellen Anordnung, welche eine axiale Einstellung der verschiedenen Ventil- und Ventilantriebskomponenten erlaubt.
  • Die Erfindung wird weiter beschrieben anhand eines Beispiels mit der Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, welche eine schnittbildliche Darstellung des invertierten Faltenbalgventils zeigt, das entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung konstruiert ist. Die Bezugnahme auf die Zeichnung geschieht ausschließlich zum Zwecke der Illustrierung einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung und nicht zum Zwecke diese zu begrenzen. Ein Ventil A hat einen Ventilantrieb B, welcher in einem wirksamen Verhältnis dazu angeordnet ist. Das Ventil A hat einen Ventilkörper 10, welcher einen Eingangsdurchlaß 12 und einen Ausgangsdurchlaß 14 aufweist. Gebräuliche Anschlüsse 12a, 14a sind am Ventilkörper vorgesehen in umgebender Anordnung zu den äußeren Enden der Durchlässe, um mit einem äußeren Fluid-System in bekannter Weise verbunden zu werden. Der Auslaßkanal 14 steht in Verbindung mit einer Ventilkammer 16, und ein ringförmiger Ventilsitz 18 ist zwischen dem Einlaßkanal 12 und der Ventilkammer angeordnet. Die Indentifizierung der Kanäle 12 und 14 als Einlaß bzw. als Auslaß dient lediglich der Verdeutlichung und die Bezeichnung kann ebensogut andersherum lauten oder es können auch mehrere Einlaß- und Auslaßkanäle vorgesehen sein.
  • Die Ventilkammer 16 hat ein geschlossenes Ende 24, welches in Strömungsverbindung mit dem Ventilsitz und dem Auslaßkanal steht und eine Austrittsöffnung (offenes Ende) 26.
  • Ein ringförmiger Verschlußring 30 hat einen Durchlaßkanal 32, der dazu vorgesehen ist, um den Ventilstößel 44 aufzunehmen, wie es weiter unten beschrieben ist. Eine gestufte Oberfläche 34 entlang der äußeren Umgebung des Verschlußringes 30 ist zur zusammenpassenden Auflage mit einer gestuften Oberfläche 30 am Ventilkörper 10 am oberen, äußeren Ende 26 der Ventilkammer 16 vorgesehen, wobei eine Abdichtung 37 dazwischen angeordnet ist. Die gestuften Oberflächen und die Abdichtung werden gewöhnlich wegen der zusammenpassenden Oberflächen 34 und 36 als Stufendichtung bezeichnet. Der Verschlußring 30 hat eine ringförmig abgeschrägte Oberfläche 30, welche radial einwärts von der gestuften Oberfläche 34 angeordnet ist. Diese abgeschrägte oder geneigte Oberfläche gewährleistet eine Selbstzentrierung des Ringes 30 in Bezug zum Ventilkörper 10 während des Zusammenbaues.
  • Der Ventilstößel 44 hat einen ersten oder unteren Teil 46, welcher in der Ventilkammer 16 Aufnahme findet. Ein Ende des ersten Teils 46 beinhaltet einen Stößelkopf 48, welcher aus KEL-F gefertigt ist oder einen anderen gebräuchlichem Material, um einer speziellen Ventilanwendung gerecht zu werden. Solche anderen Materialien können in vorteilhafter Weise angewendet werden, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Der Stößelkopf 48 ist mit einer geneigten Oberfläche 50 (kegelstumpfförmig) dargestellt, jedoch ist ein balliger Kopf oder eine andere Ausgestaltung ebenfalls anwendbar. Wenn sich das Ventil in seiner Geschlossenstellung befindet, beaufschlagt der Stößelkopf 48 den Ventilsitz 18 wie dargestellt, um einen Fluidstrom zwischen Einlaß- und Auslaßkanal 12,14 zu verhindern. In der Offenstellung des Ventils ist der Stößelkopf 48 in einer vorherbestimmten Beabstandung von dem Ventilsitz 18. Hierbei tritt eine Fluid-Verbindung zwischen den Kanälen 12.14 auf. Wie dargestellt, besteht ein weiter radialer Freiraum 52 zwischen dem Stößelkopf 48 und dem Auslaßkanal 14. Dieser Freiraum ermöglicht eine Reinigung und verhindert das Einschließen von Prozeß-Fluiden, wie es bei Ventilen aus dem Stand der Technik auftritt. Das Ventil kann wegen dieses Freiraumes 52 in leichter Weise gespült und gereinigt werden.
  • Ein Faltenbalg 60 ist in der bevorzugten Ausgestaltung aus rostfreiem Stahl gefertigt und geriffelt oder gefaltet, wie ganz allgemein mit der Bezugsziffer 62 bezeichnet, um eine axiale Bewegung des Stößels zu gewährleisten. Der Faltenbalg 16 ist mit dem ersten Stößelteil 46 in einem umgebenden Bereich 64, welcher vorspringend am Stößelkopf 48 angeordnet ist, geschweißt oder anderweitig dichtend mit gebräuchlichen Mitteln befestigt. Das zweite Ende des Faltenbalges ist im Bereich 66 mit dem Verschlußring 30 verschweißt oder anderweitig befestigt. In dieser Weise ist der Druck des System-Fluids, welches in die Ventilkammer 16 eintritt, dichtend von dem Ventilstößel durch den Faltenbalg 60 isoliert. In dieser Ventilkonstruktion ist es wichtig, daß eine axiale Justierung des Faltenbalgs während der Stößelbewegung erhalten bleibt, da eine Verbiegung des Faltenbalges aus dem axialen Weg unerwünschte Spannungen, Verschleiß und vorzeitiges Nachlassen der Faltenbalgdichtung bewirken würde. Die Maßnahmen, um die notwendigen Grade der Erhaltung der axialen Führung zu erzielen, werden weiter unten im Detail beschrieben.
  • Der mittlere Durchmesser D1 des Faltenbalges 16 ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser D2 des Stößelkopfes 48. Wegen der gleichen Durchmesser von Faltenbalg und Stößelkopf ist das Ventil bi-direktional. Bi-direktional bedeutet, daß beide Kanäle 12, 14 als Fluideinlaß des Ventils dienen können. Vorzugsweise ist der Kanal 12 der Einlaß, so daß, falls ein Faltenbalg-Fehler auftritt, das Ventil schließt und das System-Fluid nicht in die Ventilkammer 16 eintreten kann. Deshalb, weil das Ventil durch beide Kanäle druckbeaufschlagt werden kann und in gleicher Weise funktioniert, ist es bi-direktional.
  • Äußere Schraubgewinde 68 des Ventilkörpers 10 werden beaufschlagt von inneren Gewinden 70 einer Kappen-Haltemutter 72. Die Haltemutter 72 hat äußere Mehrkant-Oberflächen 80, welche eine Werkzeug-Angriffsfläche definieren, um die Mutter gegenüber dem Ventilkörper anzuziehen. Eine radial einwärts gerichtete Schulter 82 der Mutter wirkt zusammen mit einem radial auswärts gerichteten Flansch 88 der Kappe 90. Ein erstes Ende 92 der Kappe liegt auf einer radialen Fläche 94 des Verschlußringes 30, so daß die gestuften Oberflächen 34, 36 der verschlußring-Abdichtung und des Ventilkörpers gegeneinander abgedichtet sind mittels der Abdichtung 37, wenn die Mutter 72 angezogen ist.
  • Der Verschlußring 30 beherbergt ebenfalls eine langgestreckte ringförmige Büchse 100, welche im Durchtrittskanal 32 angeordnet ist. Bevorzugt ist die Büchse 100 aus Bronze oder einem anderen zweckmäßigen Material gefertigt. Ein erstes oder unteres Ende 102 der Büchse 100 liegt auf einer Unterlegscheibe 104 auf, wobei ein dazwischen liegender eingekerbter Bereich 106 eine Rückhaltelippe 108 des Verschlußringes 30 beaufschlagt. Die Büchse 100 hat eine zylindrische innere Oberfläche 110, welche in eng anliegender Weise den ersten Teil 46 des Ventilstößels 44 zentriert und führt.
  • Die Unterlegscheibe 104 ist aus rostfreiem Stahl gefertigt und wirkt als eine Anschlagsfläche, welche mit der Schulter 114 zusammenwirkt, welche dem ersten Stößelteil 46 angeformt ist. Wenn der Ventilstößel 44 in eine Offenstellung verlagert wird, liegen Unterlegscheibe 104 und Schulter 114 aufeinander, wobei die äußerste Grenze der axialen Bewegung des Ventilstößels definiert wird. Ein Testkanal 120 ist in der Kappe 90 vorgesehen und findet Verwendung, eine nicht dargestellte Rohrverbindung aufzunehmen. Der Testkanal wird zur Kontrolle der Ventilanordnung gebraucht und erlaubt eine Überprüfung, ob irgendein Fluid aus dem Ventil die Stufendichtung oder die Faltenbalgdichtung umgibt, so daß geeignete Mittel ergriffen werden können, um diesen Zustand zu korrigieren. Ein Gewindeteil 21 des Testkanals erlaubt das Einschrauben einer geeigneten Rohrverbindung.
  • Die Kappe 90 hat einen radial einwärts gerichteten Stützflansch 124, welcher Mittel unterstützt, um eine Fehljustierung zu kompensieren. Die Fehljustierungskompensierungsmittel beinhalten eine ringförmige Kappe 126, welche eine innere Nut 128 und eine äußere Nut 130 aufweist. Diese Nuten sind verwendbar, um einen inneren O-Ring 132 und einen äußeren O-Ring 134 aufzunehmen. Der innere O-Ring 132 steht in Kontakt mit einem zweiten oder oberen Stößelteil 140. Der äußere O-Ring 134 wirkt zusammen mit einer inneren Oberfläche 142 der Kappe 90. Die Verwendung der ringförmigen Büchse 126 mit zwei O-Ringen in inneren und äußeren Nuten 128,130 kompensiert jede Mißjustierung des Ventilstößels, da die Büchse und die O-Ringe ein Gleiten erlauben. Die Büchse 126 ist derart ausgestaltet, daß sie den zweiten Stößel lose aufnimmt. Die Büchse wiederum ist lose aufgenommen von der Kappe 90. Die O-Ringe 132,134 deformieren sich, um die axiale Lage des zweiten Stößelteils 140 zu stabilisieren. Ein Rückhaltering 144 hält die Mißjustierungskompensationsmittel axial entlang der inneren Oberfläche 142 der Kappe und des Stützflansches 124 positioniert.
  • Der zweite Stößelteil 140 beinhaltet ein Innengewinde 146, das mit einem Außengewinde 148 am äußersten Ende des ersten Stößelteils 46 zusammenwirkt. Die Schraubverbindung erlaubt ein positives Rückkehren des Ventilstößels 44 während seiner axialen Bewegung. Der erste und der zweite Stößelteil 46,140 haben ebenfalls eng zusammenpassende innere und äußere Durchmesser. Diese eng zusammenpassenden Durchmesser erlauben eine axiale Führung der beiden Stößelteile während des erstmaligen Zusammensetzen oder zu einem späteren Zeitpunkt beim Wiederzusammensetzen nach einer Wartung. Der Gebrauch von Gewindeverbindung zwischen den beiden Stößelteilen erlaubt ein wahlweises Entfernen der Faltenbalgunteranordnung in einem Stück ohne eine Verzerrung der erwünschten axialen Bewegung des Faltenbalgs. Außen ist an der Kappe 90 ein Gewindeteil 152 vorgesehen, welches wiederum verbunden ist mit einem Gewindebereich 154 einer Öffnung 156 in einem Antriebs-Verschluß-Glied oder Basis 158. Das Antriebs-Verschluß-Glied hat eine äußere umgebende Oberfläche 160, welche eine Gewinderegion 162 und eine Nut 164 beinhaltet, welche zur Aufnahme eines Dichtungsrings 166 verwendbar ist. Eine axiale Endfläche 168 des Antriebs-Verschluß-Gliedes wird zusammen mit einer axialen Schulter 170 des Getriebegehäuses 172, welche den innersten Einschub des Verschlußgliedes 185 definiert. Eine Nut 174 und ein zugehöriges Dichtglied 176 bewirken eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Antriebs-Verschluß-Glied oder Basis 158 und dem Äußeren der Kappe 90. Eine innere Schulter 178 ist auf dem Verschlußglied 158 vorgesehen, um ein Ende einer Feder 180 in einer Ausgestaltung des Ventils aufzunehmen. Die Feder 180 ist als Phantombild dargestellt, da sie lediglich in einer alternativen, normal geöffneten Ausgestaltung des Ventils vorgesehen ist, wie es der Fachmann versteht. Die alternative, normal geöffnete Ausgestaltung wird weiter unten mehr im Detail beschrieben.
  • Der Antrieb 182, hier speziell als Kolben dargestellt, ist am zweiten Stößelteil 140 angeordnet. Andere Antriebe können Verwendung finden mit gleichem Erfolg. Eine Mutter 184 und eine Unterlegscheibe 186 sind am zweiten Stößelteil 140 vorgesehen, um diesen Kolben in einer festen Beziehung zu dem Stößel zu halten. Der Kolben 182 beaufschlagt dichtend das Antriebsgehäuse 172 mittels eins O-Rings 192, welcher von einer äußeren umgebenden Nut 194 des Kolbens aufgenommen wird. Die innere Umgebung 196 des Kolbens ist eng beabstandet zu einem O-Ring 198 angeordnet, welcher in einer umgebenden Nut 200 im zweiten Stößelteil 140 angeordnet ist.
  • Ein Fluiddruck kann auf das Innere des Antriebs 206 ausgeübt werden, welche wie dargestellt, in Strömungsverbindung mit einem axialen Strömungskanal 208 steht, welcher im zweiten Stößelteil 140 vorgesehen ist. Alternativ kann der zweite Stößelteil eine solide Ausgestaltung haben mit einer zweckmäßigen Strömungsöffnung, welche in anderer Weise durch das Antriebsgehäuse vorgesehen ist. Der Strömungskanal 208 erstreckt sich vom äußersten Ende 212 des Stößels 44 bis zu einer Querbohrung 214, welche am inneren Ende des zweiten Stößelteils 140 angeordnet ist. In dieser Weise kann der Fluid-Druck wahlweise gegen die innere Fläche 220 des Kolbens gerichtet werden, um einen axialen Antrieb des Kolbens gegen eine entgegengerichtete Federkraft zu bewirken, welche gegen die äußere Fläche 222 des Kolbens angreift. Eine gekrümmte Oberfläche 224 am zweiten Stößelteil 140 wirkt zusammen mit einer Öffnung in einem Taumelkragen 226, um ungleiche Kräfte zu kompensieren, welche von den Federmitteln 232, 234 ausgehen.
  • Im einzelnen hat der Taumelkragen 226 eine längserstreckte Durchgangspassage 128, welche in loser Weise dem zweiten Stößelteil 140 aufnimmt. Eine geneigte Oberfläche 230 beaufschlagt den gekrümmten Teil 224 des zweiten Stößelteils, so daß der Taumelkragen begrenzte Winkelstellungen zur Stößelachse einnehmen kann und die dabei die ungleichen Kräfte, welche durch die Federn 233,234 ausgeübt werden können, kompensieren. In der bevorzugten Ausgestaltung haben diese Federn die Form einer Helix und sind konzentrisch angeordnet, so daß ein Ende den Taumelkragen beaufschlagt, während das andere Ende ringförmige Schultern 240,242 im Antriebsgehäuse 172 beaufschlagt. Ein Federpaar wird gebraucht für die normal-geschlossen-Ausgestaltung, da große Gegenkräfte notwendig sind für eine Hochdruckanwendung.
  • Die Alternative, normal-geschlossen-Ausgestaltung hat eine Feder 180, deren eines Ende die innere Schulter 178 am Antriebsverschlußglied 158 beaufschlagt. Das andere Ende der Feder 180 stößt gegen den Kolbenantrieb 182. Die Querbohrung 214 ist an einer alternativen axialen Position angeordnet, um Fluid-Druck gegen die äußere Fläche 222 des Kolbens auftreten zu lassen. Diese Alternative, normal-offen-Ausgestaltung benutzt Fluid-Druck gegen die äußere Kolbenfläche 220, um die Gegenfederkraft der Feder 180 zu überwinden. Nur eine kleine Feder ist notwendig in dieser alternativen Ausgestaltung wegen des hohen Fluid-System-Drucks in der Ventilkammer. Dabei wird die Anordnung selbstverständlich so verstanden, daß die Federn 180,232,234 nicht alle gleichzeitig benutzt werden, sondern jeweils anstelle eingebaut sind, entsprechend einer alternativen Ausgestaltung des Ventils.
  • Alle letzten Metallteile des invertierten Faltenbalgventils sind vorzugsweise aus 316 rostfreiem Stahl gefertigt, incl. des Faltenbalges selbst. Der zweite oder obere Stößelteil 140 kann aus härtbarem rostfreiem Stahl gefertigt sein, wobei die übrige Antriebsstruktur aus Aluminium sein kann. Wie weiter oben angedeutet, ist der Stößelkopf 48 aus einem weichem Material wie KEL-F gefertigt, welches sicher mit dem Ventilsitz 18 dichtet. Ungeachtet dessen sind die vorgenannten Materialien im wesentlichen exemplarisch aufgezählt und es können auch andere zweckmäßige Materialien verwendet werden, ohne den Weg der Erfindung zu verlassen.
  • Die gegenständliche neue Entwicklung beinhaltet eine geneigte, selbst zentrierte Oberfläche zusätzlich zum Taumelkragen und dem Mißjustierungs-Kompensations-Glied. Die geneigte Oberfläche sichert eine axiale Justierung von zwei wesentlichen Komponenten, welche wiederum eine akkurate axiale Bewegung des Faltenbalgs erlauben. Der Taumelkragen stellt sicher, daß ungleiche Kräfte, die wegen des Gebrauchs von verschiedenen konzentrischen Federn auftreten, nicht weiter gegeben werden auf den Ventilstößel. In ähnlicher Weise erlaubt die Büchse 126 mit den verschiedenen konzentrischen O-Ringen, daß der Stößel gleitet und dabei irgendwelche Fehljustierungen kompensiert werden. Die Büchse 100 für die Zentrierung und Führung des Ventilstößels ist außerhalb des Systemfluids angeordnet. Die verschraubte Verbindung zwischen ausgewählten Komponenten ermöglichen ein Auseinandernehmen und Warten des Ventils. Durch die Zusammenwirkung dieser verschiedenen Eigenschaften wird eine invertierte Faltenbalganordnung erzielt, welche Drücken widerstehen kann, welche 3.500 psi (234 Bar) widersteht.

Claims (8)

1. Faltenbalgventil, aufweisend einen Ventilkörper (10), der ein Einlaß- und Auslaßkanal (12,19) aufweist, eine Ventilkammer (16) in Strömungsverbindung mit einem (14) der Kanäle und einem Ventilsitz (18), welcher zwischen der Ventilkammer (16) und dem anderen (12) der Kanäle angeordnet ist; einem Verschlußring (30), welcher eine Öffnung (26) der Ventilkammer (16) verschließt, einem Ventilstößel (44), welche einen Stößelkopf (48) an einem Ende aufweist, zur wahlweisen dichtenden Beaufschlagung des Ventilsitzes (18), um den Fluß zwischen Einlaß- und Auslaßkanal (12,14) zu kontrollieren; Antriebsmittel (182) zur Ausführung wahlweiser Öffnungs- und Schließbewegungen des Ventilstößels (44), und einem Faltenbalg (16), welcher einen Teilbereich des Stößels (44) umgibt und welcher dichtend an seinem gegenüberliegenden Ende befestigt ist mit dem Verschlußring (30) und dem Ventilstößel (44), um den Ventilstößel (44) gegenüber dem durch die Ventilkammer (16) strömenden Fluids zu isolieren, wobei das Fluid eine äußere Druckkraft auf den Faltenbalg ausübt; dadurch gekennzeichnet daß der Verschlußring (30) eine Stufendichtung (34,36,37) mit der Öffnung (26) der Ventilkammer ausbildet, ringförmig gestaltet ist, um den Ventilstößel (44) aufzunehmen, eine langgestreckte Büchse (100) in einem den Stößel (44) umgebenden Verhältnis beinhaltet, um eine Zentrierung und Führung des Stößels zu bewirken, und eine abgeschrägt Oberfläche (38) hat, um den Ring (30) und den Faltenbalg (60) relativ zur Öffnung (26) der Ventilkammer zu zentrieren.
2. Faltenbalgventil nach Anspruch 1, wobei der Verschlußring (30) passend aufnimmt eine Kappe (90) auf einer abseits von der Ventilkammer (16) liegenden Fläche (94; eine Haltemutter (72), welche mit der Kappe (90) und dem Ventilkörper (10) zusammenwirkt, um den Verschlußring (36) in einer eng, dichtende Beziehung mit dem Ventilkörper an der Öffnung (26) der Ventilkammer zu fesseln.
3. Faltenbalgventil nach Anspruch 2, wobei die Kappe (90) eine Durchgangsöffnung (120) hat um die Dichtigkeit des Faltenbalg (6) zu überwachen.
4. Faltenbalgventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Antriebsmittel (182) mit dem Stößel (44) zusammenwirkende Hin- und Herbewegungsmittel (180,182,232,234) aufweist, zur Hin- und Herbewegung des Stößelendes (48) in und aus einem Abdichtverhältnis mit dem Ventilsitz (18) und in einem Antriebsgehäuse (142) auseinandernehmbar angeordnet ist, welches mit dem Ventilkörper verbunden ist, und der Stößel (44) zwei koaxiale Teile (46,140) hat, welche miteinander verschraubt sind, wobei das erste Stößelteil (46) sich in die Ventilkammer (16) durch eine Öffnung (26) erstreckt, so daß ein Teil davon von dem Faltenbalg (60) umgeben ist, die Hin- und Herbewegungsmittel (180,182,132,134) mit dem zweiten Stößelteil (140) zusammenwirken.
5. Faltenbalgventil nach Anspruch 4, wobei das Hin- und Herbewegungsmittels (180,182,232,234) einen Kolben (182) aufweist, welcher eng im Antriebsgehäuse (172) aufgenommen ist.
6. Faltenbalgventil nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Hin- und Herbewegungsmittel (180,182,232,234) Federmittel (232,234 oder 180) beinhaltet, um eine Verschiebung des Stößels in eine Richtung zu bewirken.
7. Faltenbalgventil nach Anspruch 6, wobei die federnde Gegenkraft einen Taumelkragen (226) und Federmittel (232,234) beinhaltet, welche zwischen dem Antriebsgehäuse (172) und dem Taumelkragen (226) gelegt sind, wobei der Taumelkragen (226) in auflagernder Beziehung zum zweiten Stößelteil (140) angeordnet ist, der Taumelkragen (226) eine geneigte innere Oberfläche (230) hat, zur Kompensation von unebenen Federkräften und zur Verhinderung einer zentrischen Belastung des Stößels (44).
8. Faltenbalgventil nach Anspruch 7, wobei die Federmittel in Paar konzentrisch angeordneter Federn (232,234) aufweist, welche zwischen dem Gehäuse (172) und dem Taumelkragen (226) liegen.
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