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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf zentrierte Drosselklappenventile. In einem zentrierten
Drosselklappenventil erstrecken sich die Schwenkachsen im Körper des
Ventils in der symmetrischen Mittelebene des Ventils. Dies garantiert,
im Gegensatz zu einem versetzt angeordnetem Drosselklappenventil,
ein symmetrisches Strömungsverhalten
unabhängig
von der Richtung der Strömung.
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Die Erfindung ist auf ein Ventil
dieser Art gerichtet, das eine sehr lange Lebensdauer hat und sehr
leicht zu warten ist, indem es vorgesehene Wartungsarbeiten an Ort
und Stelle in kurzer Zeit erlaubt, ohne das Ventil ausbauen zu müssen.
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Ein Ventil dieser Art gemäß der Erfindung
ist in der DE-A-3 607 736 beschrieben.
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Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
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Dank der Tatsache, dass der Sitz
aus einem harten und steifen Material besteht, wie zu Beispiel aus
Polyethylen mit sehr hohem Molekulargewicht, aus Polyacetal oder
aus Metall, vermeidet man die lokale Deformation beim Kontakt des
Sitzes mit der Drosselklappe, was dem Ventil die Fähigkeit
verleiht, eine sehr große
Anzahl an Zyklen zu überstehen.
Um die benötigte
elastische Deformationsfähigkeit
für die Schaffung
eines Kontaktdrucks und folglich einer Dichtheit zwischen der Drosselklappe
und dem Sitz zu erreichen, hat dieser eine Ringform, die in der Lage
ist, sich unter dem Treibeffekt beim Schließen zu dehnen. Diese Fähigkeit
sich zu vergrößern wird durch
das Vorhandensein eines radialen, aber auch eines axialen Spiels
zwischen dem Sitz und dem Körper
ermöglicht.
Das Vorhandensein von sphärischen Oberflächen erlaubt
es, den spezifischen Kontaktdruck zu verringern, was auch zur langen
Lebensdauer des Ventils beiträgt.
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In der DE-A-42 13 521 besteht die
Manschette 2 aus einem Elastomer und die Spiele 5 und 5' absorbieren
die Volumendeformation der Manschette 2, wenn der Rand
der Klappe 6 in das Elastomer eindringt und es niederdrückt. Das
Elastomer ist somit blockiert, was einen positiven Effekt für die Druckbeaufschlagung
und die Dichtigkeit des Ventils verursacht. Dieser Blockierungseffekt
wird von der vorliegenden Erfindung überhaupt nicht gesucht, da er dem
gewünschten
Effekt, nämlich
der freien Modifizierbarkeit der Geometrie der starren Manschette, widerspricht.
In
den angehängten
Zeichnungen, die nur als Beispiel dienen:
zeigen die 1, 2 und 2A den
früheren
Stand der Technik, wobei 1 das
Ventil in halb geöffneter Position
und die 2 und 2A in geschlossener Position zeigen. In
den 2 und 2A deformiert
der Rand der Drosselklappe 3 das Elastomer, aus dem der
Sitz 1 gemacht ist und dringt in dieses ein. Der Sitz 1 liegt
notwendigerweise in Anschlag am Körper 2, um den für die Dichtheit
notwendigen Kontaktdruck auf den Rand der Drosselklappe 3 zu
erzeugen.
3 zeigt
eine zu 1 ähnliche
Ansicht eines Ventils gemäß der Erfindung
in halb geöffneter
Position.
Die 4 und 4A zeigen das Ventil gemäß der Erfindung
geschlossen mit der radialen Verlagerung des Sitzes.
5 ist eine Ansicht im Generalschnitt
eines Ventils gemäß der Erfindung.
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Das Ventil besteht aus:
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- – einem
Körper 2,
der mit zwei Radialflügeln
ausgestattet ist, die radiale Durchgänge formen, die es erlauben,
die Achsen 7, 8 sowie die Lagerböcke 9, 10 aufzunehmen.
- – einer
zu ihrer Mittelebene symmetrischen, linsenförmigen Drosselklappe 3,
auf der die Achsen 7, 8 fixiert werden. Die Achse 8 gewährleistet
die Betätigung
der Vierteldrehung der Drosselklappe 3, um das Ventil zu öffnen oder
zu schließen.
- – aus
einem ringförmigen
Sitz 1, der einerseits mit der Drosselklappe 3 und
andererseits mit dem Körper 2 zusammenwirkt,
um die Dichtheit des Ventils zu gewährleisten, wenn die Drosselklappe 3 geschlossen
ist. Wie 4 zeigt, ist
die in Kontakt stehende Partie der Innenfläche des Sitzes 1 eine
sphärische
Oberfläche,
die mit einer sphärischen
Oberfläche
der Drosselklappe 3 zusammenwirkt.
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Die Lagerbuchse 9, 10 wird
in dem Durchlass durch ein Mittel 11 festgehalten.
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In Betrieb ist das Ventil zwischen
zwei Flanschen eines angrenzenden Rohrsystems festgeschraubt. Zwei
Dichtungen 12, 13 gewährleisten die Dichtheit zwischen
den Flanschen und dem Körper 2 gegenüber außen.
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Vom Gesichtspunkt der Leistung und
der Lebensdauer für
die funktionelle Dichtigkeit stromauf- und stromabwärts des
Ventils, wird die Dichtheit durch das Zusammenwirken von zwei Teilen
verwirklicht: der Drosselklappe 3 und dem Sitz 1 in
deren Kontakt mit jeweils der sphärischen äußeren bzw. inneren Oberfläche und
in deren dimensionaler Bestimmtheit, um einen gegenseitigen Eingriff
zu haben. Dieser Eingriff induziert einen regelmäßig verteilten Kontaktdruck
zwischen dem Sitz 1 und der Drosselklappe 3, wobei
der Kontaktdruck die erforderliche Dichtigkeit verwirklicht, wenn
die Drosselklappe 3 geschlossen ist. Die Dichtheit stromauf-
und stromabwärts
zwischen dem Körper 2 und
dem Sitz 1 wird dank zweier Dichtringe 14 und 15 zwischen dem
Körper 2 und
dem Sitz 1 geschaffen.
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Weiterhin muss angemerkt werden,
dass signifikante Spiele existieren:
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- – radial
zwischen dem äußeren Durchmesser
des Sitzes 1 und dem inneren Durchmesser des Körpers 2 (Spiel
4 in 3).
- – axial
zwischen den Seitenflächen
des Sitzes 1 und den gegenüberliegenden Flächen des
Körpers 2 und
eines Teils 17.
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Diese Spiele erlauben es dem Sitz 1,
sich selbst in Bezug auf die Drosselklappe 3 frei zu positionieren
und seine Geometrie in Bezug auf die Drosselklappe 3 anzupassen,
unabhängig
von den Fertigungstoleranzen des Körpers, der Achsen, der Lager,...
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Sie erlauben gleichermaßen die
thermische Ausdehnung der Teile und vermeiden das eventuelle Festfahren
der Drosselklappe 3.
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Außerdem spielen die Dichtringe 14 und 15, die
dabei weiterhin die statische Dichtheit hinter dem Sitz 1 gewährleisten,
die Rolle eines elastischen Trägers,
indem sie den Kontaktdruck zwischen Sitz und Drosselklappe verstärken und
so einen Abfall des Kontaktdrucks kompensieren, der bei einer Dehnung des
Sitzes 1 anlässlich
einer Temperaturerhöhung vorkommen
kann.
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Um eine sehr beträchtliche Lebensdauer und Anzahl
von Zyklen zu gewährleisten,
ist der Sitz 1 aus Materialien mit einem sehr guten Verschleißverhalten
hergestellt: zum Beispiel aus Polyethylen mit sehr hohem Molekulargewicht
(UHMWPE) oder Polyacetal (POMC). Andere Materialen sind möglich, seien
es mit Schmiermitteln dotierte Polymere oder seien es Metalle in
dem Umfang, wo Reibkoeffizienten und Verschleißrate für den erforderlichen Betrieb geeignet
sind.
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Die wichtige zwischen dem Sitz 1 und
der Drosselklappe 3 in Kontakt stehende Oberfläche erlaubt
es, den spezifischen Druck auf ein Minimum zu reduzieren und so
das Verschleißrisiko
und die Betätigungskräfte des
Ventils zu minimieren.
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Die Wahl des Materials, die Abmessungen des
Sitzes 1 und der geringe Kontaktdruck wurden bestimmt,
um ein für
die Erfordernisse des Prozesses geeignete Dichtheitsniveau zu haben,
unabhängig von
der Anzahl der Zyklen, der Alterung des Ventils und der Tatsache,
dass es bei diesem Niveau keinen Verschleiß gibt: in der Tat muss der
funktionelle Teil des Ventils nicht ausgewechselt werden und gewährleistet
seine Funktion während
der gesamten Lebensdauer des Ventils.
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Vom Gesichtspunkt der Wartung am
Ort, ohne das Ventil vom Leitungsnetz abzumontieren: alleine die
durch Reibung beanspruchten Teile müssen ausgetauscht werden. Es
handelt sich hier hauptsächlich
um die Lager der Achsen und die Dichtungen der Durchgänge der
Achsen.
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Um den Arbeitsvorgang der Auswechslung der
Teile ohne den Ausbau des Ventils zu verwirklichen, ist die Montage
von Verschleißteilen
(Lager 16 und die Dichtungen 18, 19, 20, 21 und 23)
auf den Abziehhülsen 9 und 10 vorgesehen.
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Die Hülsen 9 und 10 können vom
Körper 2 sehr
leicht abgenommen und sehr schnell durch neue Hülsen ersetzt werden. Während dieses
Arbeitsvorgangs bleibt die Baueinheit der Achsen 7, 8 und
der Drosselklappe 3 am Ort und ist etwa in der Achse durch
den Sitz 1 positioniert, da das Ende der Achse 7, 8 im
Sitz 1 bleibt, der in einer Präzisionsbohrung des Körpers 2 gelagert
ist.
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Die Lager sind aus selbstschmierenden
Materialien gewählt,
die es erlauben, die Oberfläche
der in Kontakt stehenden Achsen unversehrt zu lassen.
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In den von außen zugänglichen Enden der Hülsen 9 und 10 sind
Gewinde vorgesehen, um Abziehwerkzeuge verwenden zu können, die
ihre schnelle Demontage und Wiedermontage erleichtern