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Absperrventil, insbesondere für Hochdruck.
Die einfach wirkenden Drosselvorrichtungen, die ein Abdrosseln des Mediums beim Öffnen bzw.
Schliessen des Ventils bezwecken, um die Durchflussströmung zwischen den Sitzen zu vermindern und so die Sitze vor Abnutzung. und damit vor Undichtwerden zu schützen, sind bekannt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein besonders dauerhafter Schutz der abzudichtenden Sitze durch die Kombination bekannter Drosselvorrichtungen dadurch erreicht, dass eine doppeltwirkende Drosselanordnung derart gewählt ist, dass, wenn die Strömung des Mediums beispielsweise von dem oberhalb des Ventiltellers befindlichen Raum nach unten zu erfolgt, die erste Abdrosselung des Durchflussstromes an einer Drosselstelle von etwas grösserem Umfange als der des Ventildurchlasses erreicht wird und dieser schon stark abgedrosselte Strom abermals an einer zweiten Stelle abgedrosselt wird, deren Drosselumfang nahezu dem Umfang des Ventildurchströmkanales entspricht, so dass die noch vorhandene Energie des Mediums nach Verlassen der ersten Drosselstelle in der zweiten nahezu vollständig vernichtet wird und so eine Beschädigung der Sitze so gut wie ausgeschlossen ist.
Die Anordnung der beiden Drossel-
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Drosselstellen zu liegen kommen, wobei der Umfang einer der seitlichen Begrenzungsflächen des Ventilsitzes gleich dem Umfang eines Drosselkörpers entsprechen kann.
Da eine Drosselanordnung bei den Ventilen nur dann einen Zweck hat, wenn die beiden Ventilsitze absolut dichten, so wird der eine sich in dem Ventilgehäuse befindliche untere Sitzring, der gewöhnlich aus hochwertigem, nichtrostendem Stahl besteht, durch einen Pressstempel oder durch Walzen in eine untersehnittene Nut der Wandung des Durchströmkanals derart eingepresst, dass der ohne Kragen oder Bund ausgeführte Sitzring im eingepressten Zustand eine ziemlich starke Vorspannung aufweist, die als starke Druckbeanspruchung auf die seitliche Wandung der unterschnittenen Nut des Gehäuses sich auswirkt, so dass die seitlichen Begrenzungsflächen der unterschnittenen Nut als Abdichtungsflächen wirken.
Beim Erwärmen verstärkt sich noch diese seitliche Druckbeanspruchung bedeutend, da der aus hochwertigem Stahl bestehende Sitzring einen grösseren Ausdehnungskoeffizienten hat als das Material des Gehäuses, z. B. Grauguss, Stahlguss oder Schmiedeeisen, wodurch auch bei hoch überhitzten Dämpfen bis zu 500 Celsius und Drücken bis über 100 Atm. eine vollständige Abdichtung erreicht wird. Als Gegensitz im beweglichen Gliede wird in bekannter Weise ein Sitzring aus plastischem Metall, also aus Metall im spannungslosen Zustand, angewendet, der desgleichen in einer unterschnittenen Nut vertieft sich befindet und dessen Material den angegebenen hohen Temperaturen und Drücken standhält.
Beim Aufeinanderpressen des beweglichen Gliedes auf den unteren harten Sitzring gibt der plastische Sitz etwas nach, wodurch eine absolute Dichtung der Sitze beim Schliessen des Ventils erreicht wird.
Die Erfindung eignet sich für Tellerventile, Kolbenventile und auch Absperrschieber.
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Schnitt durch die Einzeldarstellung des Abdiehtungsteiles im geschlossenen Zustand, wobei der untere Sitzring im Gehäuse eine besonders vorteilhafte Ausbildung erfährt, Fig. 3 die Einzeldarstellung des Abdichtungsteiles bei geringer Öffnung der Drosselstellung des grösseren Drosselumfanges. Fig. 4 zeigt
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die vergrösserte Darstellung des Profils des Sitzringes vor und nach dem Einpressen.
Gemäss Fig. 1-3 weist ein Absperrorgan, das aus dem beweglichen Gliede, in diesem Falle einem Kolben 1, und dem Gehäuse 2 besteht, zwei Drosselstellen auf, wovon die eine als Drosselring 3 im Gehäuse
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körper 4 gebildet wird, der mit dem beweglichen Gliede 1, also dem Ventilkolben, verbunden ist, u. zw. derart, dass er in geringem Abstand 13 in einer Höhenerstreckung 14 von der den Durchströmkanal 8 bildenden Wandung umschlossen ist. 5 ist ein aus plastischem Metall im Ventilkolben vertieft angebrachte oberer Sitzring, 6 der aus hochwertigem, z. B. nichtrostendem Stahl bestehende untere Sitzring, der in eine unterschnittene Nut 7 der Wandung des Ventildurchströmkanals 8 eingepresst oder eingewalzt ist.
Die Drosselstelle 3 befindet sich an entfernter Stelle von der eigentlichen Dichtungsfläche 9, während die Drosselstelle 4 unmittelbar an dieser sich befindet.
Die Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig. 1 nur durch die Ausführung des unteren Sitzringe 6.
Beide Drosselstellen 3 und 4 sind entfernt von der eigentlichen Ventildichtungsfläche 9 angeordnet. Der untere Sitzring 6 ist in eine anfänglich konisch verlaufende und daran anschliessend unterschnittene Nut 10, 7 der Wandung 2 des Durchströmkanals 8 eingepresst.
Wird das Ventil gemäss Fig. 3 um die Strecke 12 geöffnet, so ist nur der Ringspalt 11 freigegeben und die hohe Durchflussgeschwindigkeit entsteht nur in diesem, wobei das Mittel seinen Weg etwa in der angedeuteten Pfeilrichtung nimmt, während an der in Betracht kommenden Abdichtungsfläche 9 nur die dem Spalt 15 entsprechend viel geringere Durchflussgeschwindigkeit entsteht, wobei auch die Druekenergie des Mediums bereits eine wesentlich geringere ist. In dieser Stellung wird auch der untere Sitz und der um diesen Sitz führende Kanal 16 stets gereinigt, so dass beim Schliessen gegebenenfalls dort lagernde Verunreinigungen abgeblasen werden.
Bei noch weiterer Abwärtsbewegung des beweglichen Gliedes 1 gelangt dasselbe in eine Stellung, wo nur noch der Spalt 13 in der Durchströmöffnung 8 freigegeben wird, der einen wesentlich geringeren Umfang als der Spalt 11 aufweist. Dadurch wird die nach Verlassen des Spaltes 11 noch vorhandene Energie des Mediums abermals stark gedrosselt, wodurch beim Schliessen die Geschwindigkeit zwischen den beiden in Betracht kommenden Sitzflächen des oberen Ringes 5 und des unteren Ringes 6 so gering ist, dass eine Beschädigung durch Anfressen derselben ausgeschlossen ist.
Die letztere Drosselung erfolgt gemäss Fig. 1 in unmittelbarer Nähe der Dichtungsflächen des
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wisser Entfernung von den Dichtungsstellen befinden und eine Beeinflussung derselben vollständig ververmieden ist.
Damit der untere Sitzring 6 im Gehäuse absolut dicht hält, wird derselbe gemäss Fig. 4 in eine unterschnittene Nut 7, deren oberer Teil einen etwas konischen Einlauf 10 hat, eingepresst. Die Aussenseite des Ringes 6 zeigt die gleiche konische Andrehung 10 für die in Frage kommende Höhe und verläuft dann zylindrisch, während die Innenseite des Ringes zuerst zylindrisch und dann entsprechend der Höhe der unterschnittenen Nut 7 konisch (17) verläuft. Lastet nun auf dem besonders geformten Stempel 18 ein starker Druck P, so bewegt sic-h derselbe nach abwärts und setzt seinen Druck P1 seitlich auf die konisch ausgebildete Innenwandung 17 des Sitzringes fort und formt die Innenseite des Sitzringes zylindrisch gemäss Fig. 5.
Das hiedurch verdrängte Material hat ein etwas grösseres Volumen als jenes der untersehnittenen Nut 7, wodurch im eingepressten Zustande auf die Innenwandung des Gehäuses 2 ein ziemlich starker Druck p und lastet und die Abdichtung bewerkstelligt.
Gemäss Fig. 5 ist es nicht unbedingt nötig, dass der obere Teil des Sitzringe die konische Verengung 10 aufweist. In diesem Falle weist er dann nur im eingepresstem Zustand die Formgebung der untersehnittenen Nut 1, auf und der Druck p lastet nur auf dem Gehäuse längs derselben und dichtet auf diese Weise ab.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Absperrventil, insbesondere für Hochdruck, mit durch Drosselkörper geschützten Dichtung-
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Eindrehung (3) angebracht ist, während der andere Drosselkörper (4) als zusätzlicher Drosselkörper am beweglichen Abschlussglied sich befindet, u. zw. derart, dass die Dichtungsflächen der Sitze zwischen beide Drosselkörper zu liegen kommen, wodurch eine zweimalige Drosselung im Bereiche kleiner Ventileröffnungen entsteht, die sonst schädlich hohe Durchflussgeschwindigkeiten an der Abdichtungsstelle ergeben würden.