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Schieberventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schieberventil.
Neuerdings finden Schieberventile häufig für Unterwasserbohrlochköpfe Verwendung und sind daher unter dem Wasserspiegel angeordnet. Wartung und Instandsetzung der Ventile bedingen daher ausgedehnte Reparatur- und Austauscharbeiten. Es muss gewöhnlich ein Taucher zum Ventil entsandt werden, nachdem das Bohrloch entweder durch Schliessung eines Hauptventils oder durch Ersäufen des Bohrloches abgesichert wurde. Dieser Taucher muss sodann die Inntenteile des Ventils ausbauen und die Dichtgarnituren ersetzen. Hierauf muss das Ventil neuerlich zusammengebaut werden. Bei in grösserer Wassertiefe liegenden Ventilen sind solche Arbeiten ausserordentlich schwierig durchzuführen, oft sogar unmöglich.
Häufig wird auch so vorgegangen, dass nach Ersäufen des Bohrloches das ganze Ventil abmontiert und an die Wasserobefläche gebracht wird, worauf dann die Reparatur bzw. der Austausch der schadhaften Teile über Wasser durchgeführt wird. Dadurch wird zwar die Reparaturarbeit an sich erleichtert, jedoch ist der Aufwand gross, welcher für den Transport des Ventils an die Wasseroberfläche sowie den Rücktransport an die Einsatzstelle des Ventils notwendig ist, abgesehen davon, dass hiefür Spezialgeräte erforderlich sind, die nicht immer und überall zur Verfügung stehen.
Es ist auch ein Schieberventil bekannt, dessen Ventilkammer durch eine Gehäusehaube abgeschlossen ist und das in der Ventilkammer um die Ein- und Ausströmkanäle angeordnete Sitzringe aufweist, wobei Schieber, Schieberspindel und Gehäusehaube eine aus dem Ventilgehäuse lösbare Einheit bilden. Ein solches Schieberventil kann mittels einer Fernbedienungseinrichtung repariert werden, jedoch ist hiebei Voraussetzung, dass der Schaden an der Schieberspindel oder am Schieber liegt. In solchen Fällen können Schieber, Schieberspindel und Gehäusehaube aus dem Ventilgehäuse ausgebaut und an die Wasseroberfläche gebracht werden, worauf dann die Reparatur leicht durchführbar ist. Das Wiedereinsetzen des Schiebers und der Schieberspindel sowie das Wiederaufsetzen der Gehäusehaube ist wesentlich einfacher als der Ausbau und Wiedereinbau des gesamten Ventils.
Befindet sich aber der Schaden an den Sitzringen bzw. an den von diesen gehaltenen Dichtungen, wie dies zumeist der Fall ist, so ist ein solcher ferngesteuerter Reparaturvorgang bei dieser bekannten Schieberventilkonstruktion nicht möglich. In solchen Fällen muss daher wieder entweder der aufwendige Ausbau des Ventils aus der Leitung und der Transport des gesamten Ventils an die Wasseroberfläche erfolgen, oder es muss ein Taucher zum Ventil entsandt werden.
Die Erfindung bezweckt nun, die Konstruktion eines Schieberventils der zuletzt genannten Art so zu gestalten, dass nach Abnahme der die Ventilkammer abschliessenden Gehäusehaube diese zusammen nicht nur mit der Schieberspindel und dem Schieber, sondern auch mit den Sitzkörpern als eine Einheit ausgebaut werden kann. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass die Sitzringe in einem mit der Gehäusehaube, nicht aber mit dem Ventilgehäuse verbundenen Sitzringträger gelagert sind, der an Führungsflächen des Ventilgehäuses anliegt, wobei auch der Sitzringträger einen Teil der aus dem
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Ende, wo er mit dem Hydraulikkolben verbunden ist, in den Zylinder der Ventilsteuerung hineinragt, eine hin- und hergehende Bewegung.
Bezüglich der Einzelheiten des Ventilsteuerungsmechanismus und der erwähnten Segmentklammerkonstruktion wird, zum besseren Verständnis der Erfindung, auf die USA-Patentschrift Nr. 697, 706 vom IS. Jänner 1968 hingewiesen.
Beim Erfindungsgegenstand erfolgt die Steuerung des Ventilmechanismus durch eine Flüssigkeit, welche in Kanälen des Ventilgehäuses hindurchfliesst, wobei die Ventilsteuereinrichtung im wesentlichen nach der in der USA-Patentschrift Nr. 697, 706 enthaltenen Beschreibung konstruiert ist.
Die Ventilhaube --28-- besitzt eine mit Gewinde versehene Blindbohrung--44-, worin das obere, ebenfalls mit einem Gewinde ausgestattete Ende --45-- des Sitzringträgers --46-eingeschraubt ist. Der obere Teil des Sitzringträgers ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Wenn es in das Ventil eingebaut wird, ist es durch enges Anliegen an eine im wesentlichen zylindrische Führungsfläche --50-- derart geführt, dass der Sitzringträger mit dem Ventilgehäuse genau fluchtet.
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--46-- weist--49-- greift in den Dichtring --51-- bei Abnahme des Gehäuses-46-vom Ventilgehäuse ein, wodurch der Dichtring --51-- mit der Ventilhaube und dem Sitzringträger verbunden bleibt.
Der Schieber --54-- weist eine Öffnung --56-- auf, die sich in der Offenstellung des Ventils mit den Ein- und Ausströmöffnungen --14-- in gleicher Höhe befindet und den Flüssigkeitsdurchgang ermöglicht. In der Schliessstellung des Schiebers --54-- liegt dessen nicht durchbrochene Fläche in Höhe der Ein- bzw. Ausströmöffnungen --14-- und verhindert wirksam den Flüssigkeitsdurchfluss durch das Ventil. Im obersten Teil des Schiebers --54-- ist eine T-Nut eingefräst, in welche das mit einem T-Profil versehene Ende --60-- des unteren Ventilschaftendes --42-- eingreift und so die Verbindung zwischen Ventilschaft und Schieber herstellt.
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eingebettet sind.
Dadurch wird eine Begrenzung der durch die Sitzringe in eine dem Schieber--54-- entgegengesetzte Richtung ausgeführten Verschiebung erzielt, während die Bewegung in umgekehrter Richtung durch den Schieber --54-- begrenzt wird. Diese Sitzringe sind schwimmend angeordnet,
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Die seitliche Verschiebung des Schiebers --54-- gegenüber den Ein- bzw. Ausströmöffnungen --14-- wird durch die im untersten Teil des Sitzringträgers --46-- befindlichen Führungen --74 bzw. 76-begrenzt.
Wie aus Fig. l hervorgeht, erfolgt die genaue Zentrierung des Sitzringträgers-46-in der Ventilkammer durch die Ventil- und Ventilhaubenkonstruktion. Der obere, zylindrische Teil--48-
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--46-- und- liegen an den Dichtflächen --18-- der Nabenkörper --16-- dichtend an, wobei der abstromseitige Sitzring um einen durch den Bund --58-- begrenzten kleinen Betrag gegenüber dem Gehäuse nach der Abstromseite hin verschiebbar ist, wodurch eine wirksame Abdichtung gegen die Dichtflächen gesichert ist. Dagegen ist der zugstromseitige Teil der Sitzringe --64-- nicht in der Lage, eine Abdichtung herbeizuführen, weil er durch die Beaufschlagung von seiner Dichtfläche abgedrängt wird. Bei Umkehr der Flussrichtung übernimmt jedoch dieser Teil des Sitzringes die Abdichtung.
Ergibt sich nun die Notwendigkeit, die Sitzringe oder andere bewegliche Teile des Ventils instandzusetzen, so kann dies durch einfaches Abnehmen der Ventilhaube --28-- vom Ventilgehäuse durchgeführt werden, wobei alle beweglichen Teile als eine Einheit ausgebaut werden. Es ist lediglich nötig, das Gehäuse--38--gegenüber der Ventilhaube geradlinig abzuziehen. Dadurch stossen die Schrägflächen--36--auf den obersten Teil der Segmentkammern, bewirken deren Drehung und damit die Trennung des Abschlussflansches --20-- vom Ventilhaubenflansch --26--. Die
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Ventilhaube--28--kann sodann vom Ventil abgenommen und der Sitzringträger--46--, der an der Ventilhaube befestigt ist, vom Ventilgehäuse getrennt werden.
Nach Abnahme der Ventilhaube vom Ventilgehäuse werden mit dem Sitzringträger auch das ringförmige Dichtungselement --51-- sowie die mit dem Sitzringträger zusammenhängenden Sitzringe --64-- mit entfernt. Das Ventilgehäuse, aus dem nun alle beweglichen Teile entfernt wurden, bleibt wie eine leere Schale zurück und ist für den Einbau neuer Teile sofort bereit.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Sitzringträgers --80--. Ein zylindrischer Oberteil --82-- bildet im Zusammenwirken mit einem oberen, ein Aussengewinde tragenden Teil --84-- eine im wesentlichen dem Teil--49-- in Fig. 1 entsprechende Schulter. Ein Paar im wesentlichen parallel zueinander angeordnete, plattenförmige Sitzringträger und Schieberführungen-88 bzw. 90-sind aus einem Stück mit dem zylindrischen Teil-82-des Sitzrinträgers --80-- gearbeitet und werden mittels Querplatte-92 und 94--, die mit Führungsplatten --88 und 90--durch Verschraubung, Verschweissung od. dgL verbunden sind, in paralleler Lage zueinander gehalten.
Gleichzeitig dienen die Querplatte-92 und 94--auch als Führung für den Ventilschieber-54-, wenn dieser zwischen die Platten-88 und 90-eingeführt wird. Die zueinander parallel angeordneten Platten-88 bzw. 90-besitzen ferner kreisförmige Öffnungen-96 und 98--, die sich beim Einführen in das Ventilgehäuse in Übereinstimmung mit den Ein- und Ausströmöffnungen des Ventils stellen. In den Öffnungen-96 und 98-sind ringförmige Dichtgarnituren untergebracht (Fig. 5).
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sitzringträgerkonstruktion --100--. Sie besteht aus einem oberen, zylindrischen Teil--102--, dessen oberes Ende--104--mit Gewinde versehen ist. Diese Anordnung stimmt im wesentlichen mit der in Fig. 3 gezeigten Konstruktion überein.
Der obere Teil --102-- des Sitzringträgers besitzt an seinem unteren Ende einen mit dem Aussengewinde --108-- versehenen engeren Teil--106--, welcher an dem, mit einem
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dem die Platten--114 und 116-- mit dem unteren rohrförmigen Teil--112--durch Schweissung od. dgl. verbunden sind. Die Trägerplatten--114 und 116--sind mit einer Vertierung versehen, welche parallele Führungsstufen --122 und 124-bildet. Der Ventilschieber gleitet in der Vertiefung --121-- und ist durch die zueinander parallel angeordneten Stufen-122 und 124-gegen seitliche Verschiebung gesichert.
Die genaue axiale und radiale Einstellung des Sitzringträgers --100-- erfolgt durch gesteuerte Einstellung des oberen Gewindes --104-- in der mit Innengewinde versehenen Ventilhaube sowie durch genaues Verdrehen der Schraubenverbindung zwischen den Teilen-102 und 112-des Sitzringträgers. Nach korrekter Einstellung des Sitzringträgers--100--können die Teile--102 und 104--durch Verstiftung, Verschweissung od. dgL gegeneinander fixiert werden.
Obwohl aus Gründen der Einfachheit nur Plattenschieberventilkonstruktionen beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung mit gleichem Erfolg auch auf andere Schieberventilarten, wie Kugel-, Zylinder- oder Keilschieberventile usw. angewendet werden kann. Es wurde daher mit dieser Erfindung eine neuartige Ventilkonstruktion geschaffen, die es ermöglicht, den Schieber, die Dichtgarnituren sowie alle andern beweglichen Teile des Ventils samt der Ventilhaube als eine Einheit auszubauen und vom Ventil selbst zu trennen. Ausserdem gestattet die Erfindung die Anwendung von "schwimmenden" bzw. druckbetätigten Sitzkörpern, die im begrenzten Masse beweglich angeordnet sind, um sowohl gegen die Arbeitsfläche des Ventilschiebers als auch gegen die Dichtfläche des Ventilgehäuses eine wirksame Abdichtung herbeizuführen.
Die Sitzringträgerkonstruktion gemäss der Erfindung erlaubt ferner eine stufenlose Einstellung und damit die genaue Positionierung des Sitzkörpers in bezug auf die Ventildichtflächen. Der Erfindungsgegenstand ermöglicht es ferner, den Schieber in dessen Offenstellung mit den Ein- bzw. Ausströmöffnungen des Ventils in Übereinstimmung zu bringen. Die Erfindung gestattet einen raschen und leichten Aufbau aller beweglicher Ventilteile in einem Arbeitsgang. Sie kann daher überall dort zweckmässig eingesetzt werden, wo die Instandsetzungsarbeiten mit Schwierigkeiten verbunden sind. Durch die Erfindung ist es möglich, Reparaturen an Unterwasserventilen, sei es durch händischen Ausbau bzw. Austausch der Ventilteile oder mittels automatischer ferngesteuerter Geräte für denselben Zweck, durchzuführen.
Die Erfindung eignet sich ferner sowohl zur für festlandgebundene als auch für unter der Wasseroberfläche
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montierte Ventile, ohne dass sie ihrem Zweck entfremdet wird. Die Erfindung ist für alle hier angegebenen Verwendungszwecke geeignet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schieberventil, dessen Ventilkammer durch eine Gehäusehaube abgeschlossen ist und das in der Ventilkammer um die Ein- und Ausströmkanäle angeordnete Sitzringe aufweist, wobei Schieber, Schieberspindel und Gehäusehaube eine aus dem Ventilgehäuse lösbare Einheit bilden,
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nicht aber mit dem Ventilgehäuse (10), verbundenen Sitzringträger (46,80, 100) gelagert sind, der an Führungsflächen (50) des Ventilgehäuses (10) anliegt, wobei auch der Sitzringträger (46,80, 100) einen Teil der aus dem Ventilgehäuse (10) lösbaren Einheit bildet.
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